袁敬中,王守鵬
(國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院,北京 100038)
近年來(lái),新技術(shù)的發(fā)展和電網(wǎng)安全運(yùn)行新要求有力驅(qū)動(dòng)電網(wǎng)企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展,建設(shè)特高壓電網(wǎng)、智能電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)等[1-2]取得了創(chuàng)新成果;同時(shí),由于電網(wǎng)發(fā)展和供電需要,建設(shè)了智能變電站、智慧變電站、新一代變電站等[3-4],通過(guò)這些新技術(shù)的實(shí)踐,為后續(xù)變電系統(tǒng)高質(zhì)量建設(shè)奠定基礎(chǔ)。隨著強(qiáng)人工智能[5]、大數(shù)據(jù)[6-7]、萬(wàn)物智聯(lián)[8]、數(shù)字孿生[9-10]等技術(shù)的飛速發(fā)展,強(qiáng)力推動(dòng)新型電力系統(tǒng)、新型電網(wǎng)和新型變電系統(tǒng)建設(shè)。特別是變電系統(tǒng)更需全感知、全測(cè)量、全智慧,一二次深度融合,設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)層、站級(jí)層一體化。
為了推動(dòng)新型變電系統(tǒng)構(gòu)建,本文提出智慧全息變電系統(tǒng)概念,在規(guī)劃設(shè)計(jì)、設(shè)備選擇制造、工程建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)等全過(guò)程創(chuàng)新,明確其宏觀功能框架及智慧大腦核心特征,從而為變電站的頂層智慧業(yè)務(wù)應(yīng)用和智慧管控平臺(tái)建設(shè)提供指導(dǎo)思想。最后,從工程應(yīng)用角度,探討智慧全息變電系統(tǒng)的應(yīng)用展望。
新型電力系統(tǒng)建設(shè),需要?jiǎng)?chuàng)新理論、更新理念,加速技術(shù)迭代[11-12]。新型變電系統(tǒng)建設(shè)是新型電力系統(tǒng)建設(shè)的堅(jiān)強(qiáng)支撐,以“智慧、融合、自主、綠色”為原則,綜合應(yīng)用人工智能、大數(shù)據(jù)、數(shù)字孿生等全新理念和技術(shù),從電網(wǎng)全壽命周期考慮,構(gòu)建新型系統(tǒng)。
智慧全息變電系統(tǒng)是一個(gè)顛覆原有電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、設(shè)備選擇、建設(shè)維護(hù)等傳統(tǒng)理念的新型系統(tǒng)。面向系統(tǒng)側(cè),運(yùn)行方式靈活、控制智能高效;面向站端側(cè),設(shè)備設(shè)施全智慧、狀態(tài)全感知、網(wǎng)絡(luò)全融合、執(zhí)行全自主。以全智慧、高融合理念為基礎(chǔ),從多維度構(gòu)建感測(cè)、控保一體化,采集流、信息流、控制流融合,采集網(wǎng)、信息網(wǎng)、控制網(wǎng)、傳輸網(wǎng)合一,本體、就地、遠(yuǎn)端、系統(tǒng)控制與保護(hù)合體,形成萬(wàn)物智聯(lián);具有自啟動(dòng)、自運(yùn)行、自診斷、自維護(hù)、自控制、自管理等功能,實(shí)現(xiàn)自主運(yùn)行、控制與維護(hù)的新型變電系統(tǒng)。
從系統(tǒng)集成創(chuàng)新理念出發(fā)構(gòu)建智慧全息變電系統(tǒng),每個(gè)元件智能,系統(tǒng)、站域、設(shè)備設(shè)施內(nèi)外全透明、狀態(tài)全管控、信息全可視。變電站設(shè)計(jì)演變成能源交換節(jié)點(diǎn)或能源路由器,具有多形態(tài)、多層次、多種類能源接入和交換功能[13]。
1)規(guī)劃設(shè)計(jì)新需求
從新型電力系統(tǒng)建設(shè)對(duì)電網(wǎng)新要求出發(fā),以系統(tǒng)多維度整體規(guī)劃設(shè)計(jì)變電系統(tǒng)。系統(tǒng)應(yīng)高度智慧化、網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化,具有可靠高效、交互性強(qiáng);以系統(tǒng)自主運(yùn)行、控制、分析、維護(hù)為主,人工檢查、判斷、協(xié)調(diào)、恢復(fù)為輔。充分考慮新需求與安全、發(fā)展、建設(shè)、生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)等主要關(guān)系,以求得最佳經(jīng)濟(jì)效益;充分考慮各級(jí)電網(wǎng)的可靠性,選擇合適的系統(tǒng)接入方式和靈活的主接線,達(dá)到各級(jí)電網(wǎng)聚合功能最優(yōu);從上到下和由下到上,雙向開(kāi)展系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì),使整體系統(tǒng)相互協(xié)同功能強(qiáng)大,運(yùn)行可靠,事故靈活互濟(jì),形成堅(jiān)強(qiáng)可靠網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng);設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、功能等高度聚合融合,具有自主、強(qiáng)智能等功能。
2)設(shè)備設(shè)施全智慧
新“反措”的執(zhí)行,使變電站中設(shè)備種類較多、系統(tǒng)繁雜,造成設(shè)計(jì)、采購(gòu)、安裝、調(diào)試、維護(hù)等很不方便[14-15],急需進(jìn)一步融合和優(yōu)化,全站形成開(kāi)關(guān)類、線圈類、補(bǔ)償類、系統(tǒng)控制保護(hù)與通信類、輔助類等較少集成類設(shè)備。
采用先進(jìn)設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試等新技術(shù),讓電網(wǎng)設(shè)備一二次一體化,保護(hù)、控制與自動(dòng)化設(shè)備一體化,輔助安防等設(shè)備全部集成。賦能每類設(shè)備,成為智慧體,一二次功能集于一身,自身所有采集、自檢、診斷、運(yùn)行、保護(hù)和控制、維護(hù)等功能自行完成;除供電外,對(duì)外只有一個(gè)網(wǎng)口與系統(tǒng)相聯(lián)系,輸出單方向模擬采集信息、雙方向控制信息、本體狀態(tài)信息等。全站智慧體集成為智慧集群,完成全部運(yùn)行、保護(hù)、控制、自動(dòng)化、信息、通信、維護(hù)等功能。如圖1所示,重構(gòu)優(yōu)化后,設(shè)備種類M遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)種類N,性能大大提升。
圖1 智慧群圖
變電站設(shè)施賦能,通過(guò)本體與站域控制中心系統(tǒng)互聯(lián)互通,使?fàn)顟B(tài)全感知,成為智慧體。按照電力系統(tǒng)運(yùn)行要求,在變電站進(jìn)出線及母線設(shè)置潮流控制器,進(jìn)出線潮流控制器與斷路器設(shè)備融合。通過(guò)定義潮流控制器,靈活改變運(yùn)行方式,構(gòu)成柔性主接線,實(shí)現(xiàn)柔性電網(wǎng)運(yùn)行。設(shè)備以插接方式接入,主要設(shè)備、輔助設(shè)備、建筑物、架構(gòu)、金具等狀態(tài)全感知,具有自檢、它檢功能;元件狀態(tài)、母線潮流、電流方向大小均感知,構(gòu)成真正意義上的智慧全息變電站。
3)網(wǎng)路全集成
從變電站全局角度,對(duì)站內(nèi)全部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行整合和優(yōu)化[16-17]。采集網(wǎng)、信息網(wǎng)、控制網(wǎng)、傳輸網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)一體化,構(gòu)成統(tǒng)一的共享數(shù)據(jù)網(wǎng),采集流、信息流、控制流按照定義有序流動(dòng),具有自適應(yīng)、自愈功能。全站設(shè)備形成一個(gè)智慧體,實(shí)現(xiàn)類電腦功能,設(shè)備通過(guò)網(wǎng)口接入共享數(shù)據(jù)網(wǎng),完成互聯(lián)互通功能,實(shí)現(xiàn)全部信息的交互,如圖2所示。
圖2 多流融合圖
4)測(cè)量、保護(hù)與控制全自主
本體、就地、云端和系統(tǒng)保護(hù)相結(jié)合,以系統(tǒng)保護(hù)為主。每個(gè)元件是智慧體,各自完成模擬量采集、評(píng)估、判斷、分析、保護(hù)、診斷等功能。全站冗余設(shè)置兩臺(tái)智慧大腦,頂層完成數(shù)據(jù)收集及處理、系統(tǒng)保護(hù)、信息傳輸、分析與控制、電量采集、計(jì)算等需要系統(tǒng)完成的功能。站所有功能通過(guò)感知保護(hù)、感知控制、感知測(cè)量、感知調(diào)度自主完成。系統(tǒng)具有自啟動(dòng)、自運(yùn)行、自診斷、自維護(hù)、自控制、自管理等功能,如圖3所示。
圖3 設(shè)備智慧群融合功能
5)設(shè)備及系統(tǒng)全定義
系統(tǒng)、區(qū)域、就地,點(diǎn)面集中分散構(gòu)成全息變電系統(tǒng),以區(qū)域、就地為主,系統(tǒng)協(xié)同管理。全部智慧體通過(guò)邏輯算法自動(dòng)智聯(lián)構(gòu)建變電系統(tǒng),能自動(dòng)修正錯(cuò)誤。設(shè)備通過(guò)軟件定義靈活實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能;系統(tǒng)通過(guò)軟件定義,靈活實(shí)現(xiàn)主接線及系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),便于靈活可靠運(yùn)行。數(shù)據(jù)流也可以按照定義流動(dòng)。如圖4所示。
圖4 靈活定義
新技術(shù)的融合發(fā)展是電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)顛覆性革新,推動(dòng)變電設(shè)備及系統(tǒng)深層次質(zhì)的變革[18-19],智慧全息變電系統(tǒng)具備靈活可靠運(yùn)行、狀態(tài)全息感知、精準(zhǔn)全程控制、量化全態(tài)評(píng)估和智慧全景交互五大核心應(yīng)用功能。如圖5所示。
圖5 智慧變電全景系統(tǒng)核心功能
1)靈活可靠運(yùn)行。從系統(tǒng)整體和本體安全可靠多維度出發(fā)思考規(guī)劃設(shè)計(jì)電網(wǎng)。各層級(jí)電網(wǎng)多維度系統(tǒng)頂層設(shè)計(jì)。正常運(yùn)行潮流均衡,事故狀態(tài)支援靈活,各種工況運(yùn)行穩(wěn)定可靠,靈活定義網(wǎng)絡(luò)。各站主接線柔性設(shè)計(jì),合理設(shè)置母線控制器,根據(jù)運(yùn)行需求,實(shí)現(xiàn)靈活組合和方式改變。研發(fā)各類柔性主設(shè)備,適于各類能源靈活接入和輸出。實(shí)現(xiàn)靈活軟件定義系統(tǒng)、定義設(shè)備功能、定義設(shè)備運(yùn)行方式等。
2)狀態(tài)全息感知。設(shè)備設(shè)施運(yùn)行潮流數(shù)據(jù)和本體的狀態(tài)信息實(shí)時(shí)感知,包含各類社會(huì)、氣象等與變電站直接或間接關(guān)聯(lián)的環(huán)境信息感知等;從信息角度來(lái)說(shuō),設(shè)備設(shè)施是信息透明體。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)映射到孿生體上,全息感知,全過(guò)程監(jiān)控、判別、分析等。
3)精準(zhǔn)全程控制。設(shè)備設(shè)施是保證電網(wǎng)安全運(yùn)行重要設(shè)備,建立變電站全程精準(zhǔn)控制的數(shù)據(jù)模型。正常情況下,按照指令或程序、算法自主完成電網(wǎng)正常運(yùn)行操作。在事故情況下,設(shè)備設(shè)施自主、自動(dòng)智能判斷和處理,完成事故狀態(tài)下全部緊急處理工作,并完成事故分析及恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)。
4)量化全態(tài)評(píng)估。建立綜合反映設(shè)備設(shè)施全壽命周期狀態(tài)指數(shù)的動(dòng)態(tài)量化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,直觀、精準(zhǔn)掌握管理設(shè)備設(shè)施的真實(shí)運(yùn)行態(tài)勢(shì)。采用基于物聯(lián)網(wǎng)的多源時(shí)空信息統(tǒng)一融合技術(shù)[20-21],從電網(wǎng)、設(shè)備、設(shè)施、環(huán)境等多角度出發(fā),實(shí)現(xiàn)設(shè)備設(shè)施狀態(tài)的精細(xì)化量化自評(píng)估、自檢查、自診斷、自維護(hù)和自恢復(fù)及健康狀態(tài)實(shí)時(shí)管理。
5)智慧全景交互。構(gòu)建數(shù)字孿生體,將全息虛擬現(xiàn)實(shí)、現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景、運(yùn)行狀態(tài)等全息異構(gòu)數(shù)據(jù)以數(shù)字孿生方式統(tǒng)一到站端系統(tǒng),建立統(tǒng)一的智慧交互接口,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和設(shè)備監(jiān)測(cè)多形態(tài)數(shù)據(jù)的一致性交互,通過(guò)孿生體運(yùn)行與健康管控實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)物精準(zhǔn)管控。采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)視覺(jué)、多屏互動(dòng)和語(yǔ)音交互、3D+VR(three dimensional + virtual reality)、AR(augment reality)等多元化人機(jī)交互技術(shù),實(shí)現(xiàn)沉浸式智慧靈活交互,提高運(yùn)維人員對(duì)變電站運(yùn)行狀況的深刻認(rèn)知與掌控能力。
智慧全息變電系統(tǒng)將是新型電力系統(tǒng)發(fā)展的新形態(tài),功能架構(gòu)如圖6所示。
圖6 智慧全息變電系統(tǒng)功能架構(gòu)
1)智慧感知層
智慧感知的目的是通過(guò)遍布全站的智慧設(shè)備和傳感器構(gòu)建全站物聯(lián)感知網(wǎng),實(shí)現(xiàn)全部物體可測(cè)量、可感知、可識(shí)別、可定位和可控制。智慧感知層主要是單體或單元感知,感知包括環(huán)境感知、設(shè)備狀態(tài)感知、土建設(shè)施感知等,僅有單一傳感功能。智慧感知是屬于物聯(lián)網(wǎng)范疇,覆蓋面更廣、顆粒度更細(xì)、更精深的感知[22-23],范疇包括生產(chǎn)控制領(lǐng)域和管理信息領(lǐng)域。生產(chǎn)控制領(lǐng)域的感知是所有設(shè)備自身智慧,全部狀態(tài)可感知,現(xiàn)場(chǎng)多類網(wǎng)絡(luò)融合,為控制系統(tǒng)提供豐富的設(shè)備狀態(tài)、管理和診斷數(shù)據(jù)信息,并通過(guò)共享網(wǎng)絡(luò)上傳狀態(tài)信息。
2)智慧設(shè)備層
智慧設(shè)備層是從智慧變電系統(tǒng)理念出發(fā),綜合整體一體化設(shè)置配置設(shè)備,主要有感測(cè)、控保、一二次一體化設(shè)備等,合理優(yōu)化設(shè)備配置及功能,每套設(shè)備具有綜合智慧功能。智慧設(shè)備層是在智慧感知層的基礎(chǔ)上,對(duì)設(shè)備進(jìn)行全方位監(jiān)測(cè)管理,并將關(guān)鍵狀態(tài)參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)信息及環(huán)境數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息,對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)相應(yīng)的處理和高效上傳,為智慧控制層及智慧管理層提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息支持。智慧設(shè)備層中嵌入現(xiàn)場(chǎng)共享網(wǎng)絡(luò)技術(shù),有效減少現(xiàn)場(chǎng)電光纜數(shù)量,并提高系統(tǒng)信號(hào)傳輸?shù)目垢蓴_能力和可靠性[24]。通過(guò)對(duì)大量數(shù)據(jù)信息地高效分析處理,實(shí)現(xiàn)設(shè)備可靠性診斷及故障預(yù)警,并以智慧管理層為基礎(chǔ)構(gòu)建智慧設(shè)備的在線智慧管理系統(tǒng),將被動(dòng)的管理模型改變?yōu)榭深A(yù)測(cè)性的主動(dòng)管理維護(hù)模式。智慧設(shè)備層中嵌入先進(jìn)的測(cè)量設(shè)備,對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警及診斷[25];應(yīng)用強(qiáng)AI技術(shù)、智慧機(jī)器人及無(wú)人機(jī),完成人員無(wú)法實(shí)現(xiàn)的操作[26]。
3)智慧控制層
結(jié)合最新控制算法及智慧控制策略、多目標(biāo)優(yōu)化、數(shù)據(jù)分析等技術(shù)手段,來(lái)滿足對(duì)象多樣化的控制需求。智慧控制層中嵌入更豐富、更先進(jìn)的實(shí)時(shí)控制與優(yōu)化算法模塊[27],同時(shí)加入多目標(biāo)尋優(yōu)算法以及機(jī)器深度學(xué)習(xí)等實(shí)時(shí)優(yōu)化算法模塊功能[28]。智慧控制層中嵌入設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與智慧預(yù)警診斷系統(tǒng),通過(guò)對(duì)設(shè)備重要狀態(tài)的健康分析、基于深度學(xué)習(xí)的設(shè)備狀態(tài)預(yù)警及診斷,實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及故障的超前預(yù)警與故障診斷,為智慧健康管理提供決策支持。
4)智慧管理層
智慧管理層提供自主組織的精細(xì)化管理解決方案?;跀?shù)據(jù)共享的管控一體化平臺(tái),通過(guò)智慧三維監(jiān)控、智慧聯(lián)合巡檢、智慧聯(lián)動(dòng)操作、智慧態(tài)勢(shì)評(píng)估、智慧安全防護(hù)、設(shè)備智慧追溯、智慧檢修作業(yè)安全管控等管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)變電站閉環(huán)、自主精細(xì)化管理。智慧管理層有強(qiáng)大的軟件定義功能,全站測(cè)量功能通過(guò)數(shù)據(jù)采集、收集,經(jīng)算法來(lái)實(shí)現(xiàn),電量采集及電度表功能也通過(guò)軟件定義和算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
智慧全息變電系統(tǒng)的核心是智慧大腦,可管控、監(jiān)控完成信通和變電站全部功能。設(shè)備級(jí)、網(wǎng)絡(luò)級(jí)、站層級(jí)深度優(yōu)化,相互交互[29]。在智慧大腦上構(gòu)建孿生體,實(shí)施比對(duì)監(jiān)督和控制。通過(guò)智慧管控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)智慧感知層、設(shè)備層、控制層和管理層之間的數(shù)據(jù)信息相互融合交互,形成具備自主趨優(yōu)精準(zhǔn)控制、自主故障處理恢復(fù)、自主分析診斷學(xué)習(xí)、自主組織精細(xì)管理四大特征的智慧運(yùn)行控制與管理模式。
1)自主趨優(yōu)精準(zhǔn)控制
在各種工作情況下,系統(tǒng)能克服對(duì)象自身特性問(wèn)題以及外界因素變化的影響,通過(guò)全過(guò)程精準(zhǔn)聯(lián)動(dòng)控制,讓被控對(duì)象處于最優(yōu)控制狀態(tài)。采用基于對(duì)象模型的最優(yōu)控制策略,對(duì)被控對(duì)象的特性建立高魯棒性模型,并基于變電站歷史/實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息,實(shí)現(xiàn)對(duì)模型的定期自檢、巡檢、維護(hù)和實(shí)時(shí)更新等。結(jié)合被控對(duì)象的特點(diǎn),設(shè)計(jì)基于模型預(yù)測(cè)的控制策略和先進(jìn)控制算法,實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象的全程精準(zhǔn)實(shí)時(shí)控制。
2)自主故障處理恢復(fù)
在運(yùn)行中,如傳感器、元器件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等設(shè)備部件發(fā)生故障時(shí),利用控制系統(tǒng)的容錯(cuò)處理能力,保證系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行工作,并保證具有較理想的控制性能。容錯(cuò)控制分為被動(dòng)容錯(cuò)控制和主動(dòng)容錯(cuò)控制,被動(dòng)容錯(cuò)控制在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)則需考慮對(duì)象的不確定性,使控制系統(tǒng)具有魯棒功能;主動(dòng)容錯(cuò)控制則在故障發(fā)生后,通過(guò)改變定義控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制方式,實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)控制的目的。事故處理完畢之后,系統(tǒng)自主恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)。
3)自主分析診斷學(xué)習(xí)
通過(guò)對(duì)海量數(shù)據(jù)資源的挖掘利用和深度學(xué)習(xí),建立基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的輸入/輸出關(guān)系數(shù)學(xué)模型,并結(jié)合基于模型的精準(zhǔn)數(shù)學(xué)模型,利用構(gòu)建的模型按照調(diào)整規(guī)則策略進(jìn)行故障模擬和自弈,生成并獲取具有海量數(shù)據(jù)資源的故障知識(shí)庫(kù)。通過(guò)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)與模型運(yùn)行數(shù)據(jù)和故障知識(shí)庫(kù)之間的比對(duì)與評(píng)估,實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)或設(shè)備故障的預(yù)前分析、診斷、判別、警示和警告。
4)自主組織精細(xì)管理
智慧全息變電站各功能的實(shí)現(xiàn),離不開(kāi)強(qiáng)大的AI技術(shù)、數(shù)據(jù)分析處理和高級(jí)管理系統(tǒng)等,也需要完善的管理規(guī)范制度作為支撐。自主組織精細(xì)管理的目標(biāo)一方面增強(qiáng)管理系統(tǒng)的自主組織能力,實(shí)現(xiàn)管理層面中的及時(shí)閉環(huán)管控處理,通過(guò)閉環(huán)管控提升事件處理效率,避免管理上的疏漏;另一方面增強(qiáng)管理系統(tǒng)的精細(xì)化能力,以“互聯(lián)網(wǎng)+”為核心實(shí)現(xiàn)專業(yè)化、數(shù)據(jù)化和信息化的融合,通過(guò)管理數(shù)據(jù)與生產(chǎn)數(shù)據(jù)之間的相互融合交互,提升變電站精細(xì)化管理水平。
開(kāi)展智慧全息變電系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)建設(shè),需要突破一系列技術(shù)難題,打破專業(yè)技術(shù)及管理壁壘。主要有如下四方面:
1)電網(wǎng)更安全
在提升設(shè)備質(zhì)量、優(yōu)化設(shè)備功能、改善運(yùn)行環(huán)境、設(shè)備基礎(chǔ)和組部件標(biāo)準(zhǔn)化、即插即用、減少設(shè)備陪停等方面開(kāi)展研究,以降低設(shè)備故障率和減少停電時(shí)間;在變電站靈活接線、智慧輔助倒供電、接地選線、快速隔離故障點(diǎn)等方面開(kāi)展研究,以提高供電靈活性;適應(yīng)多類新能源接入、分布式發(fā)電、多元用戶供電、供需互動(dòng)等方面開(kāi)展研究,以適應(yīng)未來(lái)需要。
2)供電更可靠
在先進(jìn)傳感技術(shù)應(yīng)用、設(shè)備內(nèi)部狀態(tài)感知、自主診斷和預(yù)警技術(shù)等方面進(jìn)行重點(diǎn)研究,以提升設(shè)備智慧水平和管控能力。在設(shè)備防爆防火防有毒氣體、防誤觸帶電設(shè)備及高危環(huán)境下作業(yè)等方面開(kāi)展研究,以降低人身傷害,提高供電可靠性。對(duì)設(shè)備設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試、驗(yàn)收等全過(guò)程進(jìn)行深度研究,落實(shí)反事故措施,以提升本質(zhì)安全水平。
3)運(yùn)維更高效
智慧全息變電站有效地把設(shè)備智慧和管理智慧相結(jié)合,把最新技術(shù)應(yīng)用于日常運(yùn)檢作業(yè),在運(yùn)檢信息智慧三維監(jiān)控、智慧聯(lián)動(dòng)操作、智慧情景交互、智慧安全防護(hù)、機(jī)器人聯(lián)合巡檢、不停電檢測(cè)等方面開(kāi)展深度研究,把有限的運(yùn)維人員從繁雜的單調(diào)、重復(fù)、無(wú)效勞動(dòng)中解放出來(lái),提升運(yùn)檢效率。
4)全壽命周期成本更低
通過(guò)設(shè)備設(shè)施智慧賦能,在規(guī)劃設(shè)計(jì)優(yōu)化、模塊化建設(shè)施工、免(少)維護(hù)設(shè)備選擇、合理建筑物功能布局、設(shè)備及基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)化、運(yùn)維檢修便利化等方面開(kāi)展深度研究,合理控制建設(shè)成本,有效降低后期運(yùn)維成本,實(shí)現(xiàn)全壽命周期成本更低,效益最大化。
智慧全息變電系統(tǒng)將是新型電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ),具有廣闊的應(yīng)用前景。
1)構(gòu)建電網(wǎng)區(qū)域調(diào)控中心
以智慧全息變電站為基礎(chǔ),構(gòu)建電網(wǎng)區(qū)域調(diào)控中心,作為電源送出的本區(qū)域下級(jí)電網(wǎng)調(diào)控中心,統(tǒng)籌控制和調(diào)度區(qū)域電網(wǎng)運(yùn)行,以適應(yīng)分區(qū)域、分層次電網(wǎng)調(diào)度。通過(guò)該站靈活柔性優(yōu)化調(diào)度控制,實(shí)現(xiàn)分層電網(wǎng)調(diào)控和最優(yōu)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行功能,以適應(yīng)未來(lái)電網(wǎng)發(fā)展需要。
2)構(gòu)建區(qū)域能源交互中心
以智慧全息變電站為基礎(chǔ),構(gòu)建區(qū)域能源交互中心,類似能源路由器或交換器,作為靈活多類電源接入點(diǎn)和綜合能源管理中心,以適應(yīng)多類新能源接入、多元用戶供電、供需互動(dòng)等等,系統(tǒng)具有靈活多形態(tài)、多層次、多種類能源接入和交互功能。
智慧化已經(jīng)成為我國(guó)新型電力系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。智慧全息變電系統(tǒng)是一項(xiàng)多學(xué)科交叉的高新技術(shù)領(lǐng)域,需要全新的創(chuàng)新理論和技術(shù),也需要通過(guò)“產(chǎn)學(xué)研用”相結(jié)合,從規(guī)劃設(shè)計(jì)、研發(fā)、建設(shè)等多全方面合作研究,全方位推進(jìn)。
智慧全息變電系統(tǒng)的精髓在于從多維度開(kāi)展規(guī)劃設(shè)計(jì),設(shè)備、設(shè)施、系統(tǒng)、保護(hù)與控制等全部智慧化,以系統(tǒng)集成定義為理念,構(gòu)建新型變電系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)、站域、設(shè)備設(shè)施內(nèi)外全透明、狀態(tài)全管控、信息全可視、信息互聯(lián)共享、人機(jī)友好交互、設(shè)備診斷高度智慧。以智慧全息變電站為核心的智慧全息變電系統(tǒng),將是電網(wǎng)采集、測(cè)量、保護(hù)與控制、運(yùn)維等實(shí)現(xiàn)質(zhì)的變革。
隨著我國(guó)電網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展和融合,專業(yè)管理的進(jìn)一步優(yōu)化,智慧全息變電系統(tǒng)將成為現(xiàn)實(shí),將推動(dòng)電網(wǎng)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)水平,成為新型電網(wǎng)發(fā)展的新趨勢(shì)、新形態(tài)。