智能變電站建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)探究

摘要：以智能變電站建設(shè)工作的發(fā)展為研究對(duì)象，分別從試點(diǎn)、推廣、優(yōu)化三個(gè)方面入手，就現(xiàn)階段智能變電站建設(shè)的主流發(fā)展趨勢(shì)做出分析與闡述，以期能夠?yàn)橹悄茏冸娬窘ㄔO(shè)工作的開(kāi)展提供參考。

關(guān)鍵詞：智能變電站；建設(shè)；發(fā)展趨勢(shì)

作者簡(jiǎn)介：叢雪芹（1970-），女，山東文登人，棗莊經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究所土建設(shè)計(jì)室主任，高級(jí)工程師。（山東 棗莊 277101）

中圖分類號(hào)：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）27-0170-02

智能變電站是采用先進(jìn)、可靠、集成低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動(dòng)完成信息采集、測(cè)量、控制、保護(hù)計(jì)量和監(jiān)測(cè)等基本功能，并根據(jù)需要支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動(dòng)等高級(jí)功能的變電站。本文分別對(duì)規(guī)劃試點(diǎn)階段、全面建設(shè)階段、引領(lǐng)提升階段的重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行闡述和分析。

一、規(guī)劃試點(diǎn)階段（2009～2010年）

近年來(lái)，智能電網(wǎng)的發(fā)展逐漸成為電力行業(yè)發(fā)展的龍頭。為促進(jìn)電網(wǎng)發(fā)展，我國(guó)電網(wǎng)提出：以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)；技術(shù)上實(shí)現(xiàn)信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化；管理上實(shí)現(xiàn)集團(tuán)化、集約化、精益化、標(biāo)準(zhǔn)化。

2009年、2010年，按照統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、試點(diǎn)先行、整體推進(jìn)的工作方針，以及“試點(diǎn)先行、總結(jié)完善、穩(wěn)步推進(jìn)”的工作步驟，公司選取47座新建變電站開(kāi)展智能變電站試點(diǎn)建設(shè)，覆蓋66～750kV電壓等級(jí)，涉及24個(gè)省公司，綜合考慮選用AIS、戶外GIS、HGIS設(shè)備，建設(shè)項(xiàng)目包括戶外、戶內(nèi)、地下變電站等多種類型。[1]力求選取較為全面和具有各種代表性的技術(shù)方案參與試點(diǎn)，充分利用試點(diǎn)項(xiàng)目探索出更多的經(jīng)驗(yàn)。

山東省按照這一要求，在黃屯110kV變電站和午山220kV變電站進(jìn)行智能化設(shè)計(jì)和建設(shè)。在這兩個(gè)站建設(shè)中，參建人員積極學(xué)習(xí)有關(guān)規(guī)程，執(zhí)行《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》、《330kV～750kV智能變電站設(shè)計(jì)規(guī)范》、《110（66）kV～220kV智能變電站設(shè)計(jì)規(guī)范》、《智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)規(guī)范》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；全面采用智能化技術(shù)，包括一次設(shè)備智能化、電子式互感器、一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)、高級(jí)應(yīng)用、自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)、交直流一體化電源、輔助系統(tǒng)智能化等幾個(gè)方面。

試點(diǎn)工程實(shí)現(xiàn)了智能變電站功能定位預(yù)期目標(biāo)。通過(guò)試點(diǎn)，構(gòu)建了公司智能變電站關(guān)鍵技術(shù)基本理論，建立了智能變電站技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，為智能變電站的全面推廣建設(shè)提供了基礎(chǔ)。但由于個(gè)別新設(shè)備（如電子互感器、合并單元等）處于邊研發(fā)、邊生產(chǎn)、邊驗(yàn)證的狀態(tài)，存在質(zhì)量不穩(wěn)定、招標(biāo)模式不適應(yīng)、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)不健全等問(wèn)題。

公司對(duì)已投運(yùn)的智能變電站試點(diǎn)工程開(kāi)展了技術(shù)總結(jié)，對(duì)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)，提出改進(jìn)措施，形成智能變電站關(guān)鍵設(shè)備質(zhì)量通報(bào)（基建技術(shù)〔2012〕289號(hào)）。認(rèn)真借鑒，加強(qiáng)智能變電站關(guān)鍵設(shè)備管控，進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量和性能，確保工程建設(shè)質(zhì)量。加快出臺(tái)相關(guān)技術(shù)規(guī)范和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)化設(shè)備入網(wǎng)性能測(cè)試，優(yōu)化設(shè)備招標(biāo)分包模式和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。

二、全面建設(shè)階段（2011～2015年）

根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的整體部署，“十二五”期間，國(guó)家電網(wǎng)將推廣智能變電站建設(shè)。2011年新建變電站工程全部按智能變電站技術(shù)模式建設(shè)。截至2013年1月底，投產(chǎn)智能變電站141座。

1.設(shè)計(jì)依據(jù)

（1）2011年新建變電站設(shè)計(jì)補(bǔ)充規(guī)定（國(guó)家電網(wǎng)基建〔2011〕58號(hào)），2012年1月發(fā)布。

（2）智能變電站優(yōu)化集成設(shè)計(jì)建設(shè)指導(dǎo)意見(jiàn)（國(guó)家電網(wǎng)基建〔2011〕539號(hào)），2012年3月發(fā)布。

（3）國(guó)家電網(wǎng)公司輸變電工程通用設(shè)計(jì)智能變電站部分（2011年版），2012年8月出版。

（4）國(guó)家電網(wǎng)公司輸變電工程通用設(shè)備智能變電站一、二次設(shè)備（2012年版），2013年3月出版。

（5）國(guó)家電網(wǎng)公司輸變電工程通用設(shè)計(jì)110（66）kV、220kV智能變電站施工圖設(shè)計(jì)（2013年版），2013年5月出版。

2.主要技術(shù)原則

（1）安全可靠、技術(shù)先進(jìn)。在安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用的基礎(chǔ)上，采用智能設(shè)備，提高變電站智能化水平。建立全站的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、共享化。采用常規(guī)互感器配置合并單元方式實(shí)現(xiàn)數(shù)字化采樣傳輸。選用電子式互感器時(shí)，需專題論證、專題評(píng)審。研究未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)于現(xiàn)階段不具備條件實(shí)現(xiàn)的高級(jí)功能應(yīng)用，應(yīng)預(yù)留其遠(yuǎn)景功能接口。應(yīng)嚴(yán)格遵照二次系統(tǒng)安全防護(hù)相關(guān)規(guī)定，進(jìn)行安全分區(qū)，通信邊界安全防護(hù)，確保控制功能安全。

（2）優(yōu)化集成，節(jié)約環(huán)保。整合系統(tǒng)功能，專業(yè)間數(shù)據(jù)共享。逐步整合變電站自動(dòng)化系統(tǒng)、一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及智能輔助系統(tǒng)的獨(dú)立后臺(tái)主機(jī)。在滿足設(shè)備可靠性前提下，實(shí)現(xiàn)裝置集成，減少裝置配置數(shù)量。實(shí)現(xiàn)貫徹“兩型一化”，嚴(yán)格控制配電裝置尺寸和建筑面積、層高，合并功能相似房間，節(jié)材、節(jié)地、節(jié)能。提高變電站運(yùn)行的自動(dòng)化水平和管理效率，優(yōu)化整個(gè)變電站的全壽命周期成本。

三、引領(lǐng)提升階段（2016～2020年）

從2013年開(kāi)始，要?jiǎng)?chuàng)新變電站工程建設(shè)模式，開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)配送式智能變電站建設(shè)，推行“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化加工、裝配式建設(shè)”，全面提升電網(wǎng)建設(shè)能力。

1.目的和意義

一是集成應(yīng)用新技術(shù)、深化標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。集成應(yīng)用新技術(shù)，形成電氣一次、二次、土建各專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化，提升工程技術(shù)水平及節(jié)能環(huán)保水平。二是適應(yīng)“大運(yùn)行”、“大檢修”要求。高級(jí)應(yīng)用功能模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、定制化，深化智能化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)“調(diào)控一體、運(yùn)維一體”的有效支撐，提升安全穩(wěn)定供電能力。三是提高智能變電站建設(shè)效率。實(shí)現(xiàn)初步設(shè)計(jì)、設(shè)備采購(gòu)、施工圖設(shè)計(jì)、土建施工、安裝調(diào)試、生產(chǎn)運(yùn)行等環(huán)節(jié)的有效銜接，提高變電站建設(shè)全過(guò)程精益化管理和建設(shè)效率。[2]四是全面提高電網(wǎng)建設(shè)能力。設(shè)計(jì)達(dá)到施工圖深度，技術(shù)和裝備實(shí)現(xiàn)集成和工廠化調(diào)試，應(yīng)用預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)，推進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械化施工，減少現(xiàn)場(chǎng)接線和調(diào)試工作，提高工程建設(shè)安全質(zhì)量、工藝水平。

2.技術(shù)原則

（1）標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。應(yīng)用通用設(shè)計(jì)、通用設(shè)備，全面實(shí)現(xiàn)設(shè)備型式、回路接線、土建設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，形成施工圖深度通用設(shè)計(jì)成果。一次設(shè)備與二次設(shè)備、二次設(shè)備間采用標(biāo)準(zhǔn)化連接，實(shí)現(xiàn)二次接線“即插即用”。[3]支撐“大運(yùn)行、大檢修”，實(shí)現(xiàn)信息統(tǒng)一采集、綜合分析、智能報(bào)警、按需傳送。實(shí)現(xiàn)順序控制等高級(jí)應(yīng)用功能模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、定制化。

（2）工廠化加工。建、構(gòu)筑物主要構(gòu)件采用工廠預(yù)制結(jié)構(gòu)形式。保護(hù)、通信、監(jiān)控等二次設(shè)備按電氣功能單元采用“預(yù)制艙式組合二次設(shè)備”。艙內(nèi)接線及單體設(shè)備調(diào)試均在工廠內(nèi)完成。[4]一、二次集成設(shè)備最大程度實(shí)現(xiàn)工廠內(nèi)規(guī)模生產(chǎn)、集成調(diào)試。

（3）裝配式建設(shè)。建、構(gòu)筑物采用裝配式結(jié)構(gòu)，減少現(xiàn)場(chǎng)“濕作業(yè)”，實(shí)現(xiàn)環(huán)保施工，提高施工效率。采用通用設(shè)備基礎(chǔ)，統(tǒng)一基礎(chǔ)尺寸，采用標(biāo)準(zhǔn)化定型鋼模澆制混凝土，提高工藝水平。推進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械化施工，減少勞動(dòng)力投入，降低現(xiàn)場(chǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)，提高工程質(zhì)量。

3.特點(diǎn)

一是體現(xiàn)了“安全可靠、集成優(yōu)化、模塊組合、節(jié)約節(jié)資”。二是進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，深化應(yīng)用通用設(shè)計(jì)、通用設(shè)備，模塊組合、應(yīng)用靈活。三是實(shí)現(xiàn)施工圖設(shè)計(jì)深度（設(shè)計(jì)方案、平面布置、設(shè)備選型、規(guī)范和接口、土建設(shè)計(jì)等各專業(yè)）。四是深化應(yīng)用通用設(shè)備，實(shí)現(xiàn)“四統(tǒng)一”（電氣參數(shù)、土建、一次、二次接口）。

四、結(jié)束語(yǔ)

智能變電站建設(shè)是智能電網(wǎng)的重要節(jié)點(diǎn)，從可研、設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、施工、安裝、驗(yàn)收到送電全過(guò)程建設(shè)工作，環(huán)環(huán)相扣，缺一不可。適應(yīng)電網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)要求，進(jìn)一步加強(qiáng)并優(yōu)化各環(huán)節(jié)工作是每個(gè)建設(shè)者的責(zé)任。希望本文能為同行了解智能變電站建設(shè)的趨勢(shì)提供參考。

參考文獻(xiàn)：

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[3]辛建波，吳素農(nóng).智能變電站建設(shè)過(guò)程中值得關(guān)注的幾個(gè)問(wèn)題[J].江西電力，2010，34（3）：1-5，9.

[4]國(guó)家電網(wǎng)公司2011年新建變電站設(shè)計(jì)補(bǔ)充規(guī)定[2011]58號(hào)[S].2011.