2018年中國電網設備制造行業發展現狀及發展趨勢
②我國電網智能化改造的目標
電網智能化改造是一個系統工程,就輸電、變電和配電環節而言,其智能化建設目標如下圖所示:
數據來源:公開資料整理
在輸電環節,需實現全網雷電活動聯網探測和高精度定位、全部特高壓線路和大跨越桿塔狀態在線監測、主要災害多發區和微氣象區監測等功能。在變電環節, 變壓器、電抗器、斷路器、 GIS、電力電纜、高壓套管等設備故障率相對較高、故障影響較大,需對其進行及時可靠的工況檢測、監測,并對工況信息進行及時傳輸匯總。在配電環節,通過采用先進的自動化、通信和信息技術,分階段、分層次地規劃和實施,逐步提高配電網絡(主要包括配電主站、配電終端、配電子站和通信通道等部分)的自動化水平,實現配網調控一體化和智能化。
(二)行業發展現狀
1、輸變電監測行業概況
電力設備是電力網絡的重要組成部分,設備的狀態直接關系到電網的穩定運行,因此對電力設備進行檢測、監測及預判性維護是保障設備安全、電網穩定運行的重要手段。隨著電網規模的不斷擴大,設備數量的不斷增多,傳統的管理與檢修技術已經不能滿足需求,如何有效把握設備狀態、 增加檢修效率、 降低檢修成本、提高設備使用壽命是目前所面臨的問題。
(1)電力設備的檢修模式
電力設備的檢修模式的發展大致可以分為三個階段:事故檢修—定期檢修—狀態檢修。事故檢修是 20 世紀 50 年代以前主要采取的方式,即在設備發生故障或事故以后進行檢修;定期檢修是一種基于時間的檢修,其理論依據是:設備能通過定期檢修,周期性地恢復到接近新設備的狀態。狀態檢修是通過對設備狀態進行監測后根據其健康狀態安排檢修的一種策略。該種檢修方式起源于 20世紀 60年代美國航空工業飛行器的設備檢修工作中,1978 年開始廣泛應用于美國海軍艦艇的設備檢修, 20 世紀 80 年代又在核工業中推廣應用,并很快發展到電力工業的電力設備檢修中。因此狀態檢修是按設備的實際運行情況來決定檢修時間與部位,針對性較強,且經濟合理。
(2)電力設備狀態檢修與輸變電設備監測關系
電力設備狀態檢修的基礎是確定設備的狀態,監測設備則為此提供基礎。輸變電監測設備主要通過對輸、變電環節的電氣、機械等設備的運行狀態進行監測,通過各類傳感器獲取其運行狀況、運行質量的相關信息,動態跟蹤各種劣化過程的發展狀況,以便電力運維管理部門在電力設備可能出現故障或性能下降到影響正常工作前,及時進行維修、更換,從而保障電力設備運行的安全性、穩定性和可靠性。
(3)電力設備監測的方式
電力設備監測的手段主要包括帶電檢測、在線監測和離線檢測等三種。其中,帶電檢測是指對運行狀態下的電力設備狀態量進行現場檢測,例如巡檢人員使用便攜式紅外測溫儀進行溫度檢測、巡檢機器人對電力設備的紅外檢測等;在線監測一般采用相關設備或儀器,安裝在被監測的設備上,用來對被監測設備進行不間斷實時在線監測,如對變壓器油中溶解氣體的監測;離線檢測一般通過定期對停止運行的設備進行規定項目的檢查,發現設備的問題和隱患。帶電檢測、 在線監測一般與狀態檢修模式相匹配;離線監測則與被動檢修、定期檢修的模式相匹配。
(4)輸變電監測行業發展現狀及趨勢
隨著社會經濟的快速發展,電網規模不斷擴大,設備數量急劇增加。技術水平的提高、運行標準要求的日趨嚴格以及電網智能化發展的快速推進, 使得傳統的電力設備計劃檢修制度已不能適應電力網絡和企業發展方式的需要;并且,輸變電設備是電網公司的重要固定資產,如何與時俱進的提升資產管理效率,對電網公司意義重大。因此,狀態檢修模式獲得電網公司的全面推廣,從而輸變電監測行業獲得了廣闊的發展空間。
①電網的發展要求推廣狀態檢修
在電力工業發展過程中,電力設備的檢修管理模式也歷經變遷。在其發展初期,檢修管理以故障檢修模式為主;到 20 世紀中、后期,則以定期計劃檢修為主;進入 21 世紀后,電網規模迅速擴大,由于定期計劃檢修模式針對性不強,既造成部分檢修資源的浪費,又因檢修人員不足而導致部分設備的“失修”。狀態檢修的意義重大:首先,過去由于缺乏科學的評價標準和方法,加上積累的資料有限,對設備健康水平的掌握既不全面、也不準確、更不系統,推行狀態檢修后,可以對設備狀態的評級可以做到更加準確、全面和系統; 其次,由于狀態評價后對設備健康水平有了準確、全面而系統的掌握,大大增強了設備檢修的針對性;再次,可以大幅降低原先檢修模式的工作量,檢修質量和設備健康水平也能得以提高,為電網公司資產全壽命周期管理工作奠定了基礎。美國電力研究院(electric power research institute, EPRI)和施工規范協會(construction specifications institute, CSI)的統計數據表明,在電力系統實施狀態檢修可以提高設備利用率 2%~10%,節約檢修費用 25%~30%,延長設備使用壽命 10%~15%。鑒于此,我國從“十一五”時期開始,逐步加大對電力設備監測技術,如在線監測、帶電檢測等技術的研發和試點力度,為全面推廣實施狀態檢修提供了必要的條件。
②智能電網建設,需要監測設備的配套
智能電網將通信技術、計算機技術、傳感測量技術、控制技術等諸多先進技術和原有的電網設施進行高度融合與集成,形成新型電網,代表了未來電網的發展趨勢。就輸電環節而言,國家電網公司在《國家電網智能化規劃總報告》中提出:全面實施輸電線路狀態檢修和全壽命周期管理,建設輸變電設備狀態集中監測中心,實現對特高壓線路、重要輸電走廊、大跨越、災害多發區的環境參數和運行狀態參數的集中實時監測和災害預警。就變電環節而言,國家電網公司在《國家電網智能化規劃總報告》中將變電站狀態監測系統建設作為智能變電站的重要內容。智能變電站通過狀態監測單元實現變壓器油色譜、組合電器局部放電、避雷器全電流等主要設備及其重要參數的在線監測,為電網設備管理提供基礎數據支撐。2016 年 7 月,智能電網建設再次被列入《“十三五”國家科技創新規劃》重大項目。該規劃提出:聚焦部署大規模可再生能源并網調控、大電網柔性互聯、多元用戶供需互動用電、智能電網基礎支撐技術等重點任務,實現智能電網技術裝備與系統全面國產化,提升電力裝備全球市場占有率。2016 年 12 月,發改委、能源局聯合發布《電力發展“十三五”規劃(2016-2020年)》。該規劃提出:推進“互聯網+”智能電網建設,全面提升電力系統的智能化水平;全面建設智能變電站,推廣應用在線監測、狀態診斷、智能巡檢系統,建立電網對山火、冰災、臺風等各類自然災害的安全預警體系。2017 年 2 月,能源局發布《2017 年能源工作指導意見》。意見提出:要制定實施《關于推進高效智能電力系統建設的實施意見》,配套制定各省(區、市)具體工作方案;研究制定《智能電網 2030 戰略》,推動建立智能電網發展戰略體系。隨著智能電網建設的不斷深入,作為智能化基礎的輸變電監測行業將迎來新一輪的發展契機。
2、配電及自動化控制行業發展概況
電網建設第一要務便是解決供電可靠性問題。配電自動化是提高供電可靠性的必要手段,也是建設智能配電網的必由之路。配電及自動化控制設備大體包括配電管理設備及饋線自動化設備,是運用計算機技術、自動控制技術、電子技術、通信技術及新的高性能的配電設備等技術手段,對配電網進行離線與在線的智能化監控管理,使配電網始終處于安全、可靠、優質、經濟、高效的最優運行狀態。
責任編輯:電朵云
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