电网安全运行

“输入功率为491千瓦，电流为746安……”4月15日，中国电力科学研究院有限公司新能源研究中心储能应用技术研究团队成员朱帅，记录下500千瓦/500千瓦时移动储能电源车充电数据。这些数据可以帮助储能应用技术研究团队研判储能系统效率，对于评估移动储能的经济性和安全性具有参考价值。

项目属于变电站领域，变电站设备巡检是保证电网安全运行的关键手段，其数据获取的全面性和诊断的准确性是反映设备运行状态的重要依据。随着电网设备规模快速增长和信息化技术的不断发展，通过各种检测手段获取的设备状态数据（尤其是图像、声音类数据）数量急剧增长，传统以人工为主的数据分析方式受主观因素影响大，巡检质量分散；而现有的自动检测手段又存在应用场景单一、图声数据的智能分析能力不足等问题，并且缺乏有效的共享机制。因此函待提出一种新型变电站智能巡检模式，以满足新电改形势下变电巡检全景化、智能化和精益化的发展需求。在山东省重大专项和国网公司重点项目支持下，项目针对电网变电设备巡检缺陷诊断关键技术进行科研攻关，开展基于图声巡检数据的缺陷诊断技术研究， 研制系列化智能巡检装备，并实现产业化应用。

光纤复合架空地线（Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire，OPGW）是保障电网安全运行与电力可靠应用的重要基础设施。同一覆冰天气条件下，OPGW覆冰程度通常大于导线，易引发放电、断线、倒塔等事故，利用新技术、新手段开展覆冰监测和线路融冰势在必行。本报告介绍了基于分布式光纤传感技术的覆冰监测、OPGW直流融冰技术的发展及应用情况，最后针对上述技术的应用前景和发展趋势进行了展望。

以前变电站高压室内的35kV开关柜通常采用小型化设计，只有1.2米宽，柜内导体间的最小绝缘距离只有230mm，不满足2014版《十八项反措》300mm的要求。虽然生产厂家在柜内加装了绝缘隔板或绝缘护套，但是绝缘击穿故障还是经常发生。目前，山东公司此类35kV开关柜问题高达3747面，存在较大设备安全隐患，严重影响电网安全运行。 通过对近5年的开关柜事故统计分析，87%的35kV开关柜绝缘击穿是由温度、湿度、污秒三个关键要素导致的。因为高压室与外界密封性较差，导致户外的潮气和灰尘进入开关柜内，致使绝缘件受潮脏污，造成绝缘强度降低，发生闪络击穿故障，严重时还会引起母线全停、变压器出口短路，甚至开关柜整组烧毁。 如果能对开关柜高压室的空气环境进行管控，避免开关柜脏污受潮，就能杜绝此美事故。解决方案就是控制高压室的环境因素-——温度、湿度、污秒。然而现在高压室的设计规范仅有温控的通风机这一项环境控制设备，潮气和灰尘经过通风口进入高压室内，无法有效控制运行环境。因此，巫需研制一套高压室环境控制系统，能够在变电站高压室内规模化安装，实时监测、控制高压室内环境情况，将高压室内温湿度始终控制在允许范围内，有效隔绝灰尘，提高开关柜设备电气绝缘强度水平，杜绝因开关柜设备绝缘击穿导致的故障，确保变电站安全运行。

近日，10千伏磁偏置超导限流器样机在国网辽宁省电力有限公司66千伏张台子变电站完成挂网示范应用，目前设备运行状态良好。这标志着这一历时6年的项目研发成果落地，为电网大容量短路限流保护技术提供了新的解决方案，也为后续超导限流器的推广应用奠定了基础。

公司是典型的资产密集型企业，公司资产管理水平与经营效益密切相关。输配电价改革的核心是以有效资产为基础核定公司的准许成本和准许收益，改革后资产管理在经营管理中的重要性日益凸显。在此背景下，要抓好资产管理，既要抓增量，促进投资形成有效资产，也要做好存量资产的管理，优化资产运营策略，提高使用效率，控制报废规模。 以往公司投资规划主要考虑电源分布、设备负荷、电量需求等因素，未考虑存量资产退役报废规模对电网投资影响，以致全省每年约20亿元的退役资产未纳入投资规划，公司的未来电网安全运行以及财务经营存在较大风险及压力。以往公司投资规划未考虑资产自身的运营状态对电网投资影响，缺乏资产价值与实物的综合决策，导致电网投资未能符合资产实际运营需要，与当前输配电价改革以有效资产为电价核定基础以及资源紧缩等政策环境不匹配。以往公司未形成有效预测分析工具，导致存量资产的价值规模、投产时间、使用年龄等信息无法与未来资本性投资相关联。 因此，为了给公司未来中长期资本性投资提供有效的预测分析工具，引入“资产墙”分析及预测方法，分析研究存量资产的价值规模、投产时间、使用年龄等信息与未来投资的关联关系，科学分析公司存量资产的现状与未来的变化趋势，合理预测公司未来退役报废规模，为制定投资规划和优化设备运维、退役报废等管理策略提供支持，为推动大修技改项目立项提供参考。

南方电网建成“八交十直”西电东送通道，主网架交直流并联、云南异步联网，运行方式复杂多变，自然灾害频发，是世界上最复杂、发展最快的特大电网之一。为保障电网安全运行和五省区高可靠供电，迫切要求电力二次系统架构更加统一与开放，信息更加全面与集成，功能更加智能与强大。各专业建设了数量庞大的二次系统，解决了业务问题，也带来系统分散、功能重复、信息孤岛、标准化和智能化程度低等新问题。 项目提出电力二次一体化的全新技术思路。联合产学研用 20 余家单位，建设一体化电网运行智能系统（OS2）。攻克了一体化架构、统一开放平台、智能集成装置、大电网运行综合驾驶等世界性难题。本项目主要创新点①提出电力二次一体化体系架构，为构建 OS2 系统，实现电力系统发输配用各环节、网省地及厂站多层级多专业信息融合、资源共享、动态扩展奠定了基础；②提出集成虚拟化资源、平台服务族、全景建模运行数据中心、运行服务总线等的全服务化统一平台，实现了数据、画面、应用服务的贯通与共享；③研发分布式多插件和高速背板总线架构、多业务协同的智能远动机，实现了厂站端设备集成的纵向一体化业务整合与智能互动；④提出电网实时多维 KPI 体系和运行驾驶舱技术，构建了基于 KPI 监视、多主题电网全景展示、“一站式”集中操控台的人工驾驶环境，以及基于多时序多目标自动控制的自动驾驶环境。 本项目授权发明专利 62 项、实用新型专利 1 项、软著 9 项，发表论文 57 篇，完成国标 1项，参与完成国标 5 项，完成行标 1 项，参与完成行标 14 项，完成《南方电网一体化电网运行智能系统》系列企标 76 项。鉴定委员会一致认为该成果整体处于国际领先水平。二次一体化开放体系是支持大电网一体化运行的新一代基础架构，兼顾电网实时运行、综合分析、智能调控等各种需求，也符合云平台、大数据、物联网等新技术方向。开放平台激发了大众创新热情，推动了我国电力二次装备制造产业升级。

项目属于高电压技术领域。 超特高压换流变压器是直流输电系统的核心设备，其状态直接影响电网安全运行。在运换流变承受交直流复合电压、极性反转电压，绝缘设计与交流变显著不同，依靠交流变技术进行绝缘状态检测评估的局限性日益凸显，体现在换流变绝缘故障机理不明确、高纸板比例主绝缘评估准确性差、复杂电压下套管绝缘评估手段缺乏、局部放电性缺陷检测不灵敏。因此亟需研究超特高压换流变绝缘故障预防关键技术。 在国家自然科学基金项目支持下，项目开展了复合电压下油纸绝缘击穿特性、主绝缘电气无损检测评估、套管绝缘状态有功损耗评估、局放超声检测诊断四方面关键技术研究并实现工程应用。

随着我国国民经济的持续快速发展，传统巡检作业方式已经不适应现代化电网建设与发展的需求。“坚强智能电网”急需“坚强”、“智能”的电力巡检和维护方式，以实现线路巡检技术智能化，改变检修手段粗放的面貌，为线路巡视提供安全、高效手段，保障电网安全运行。与智能电网发展目标相比，现有线路巡检工作还存在以下问题：智能巡检装置缺乏，传统巡检效率低；机器人巡检实用化程度不高；存在巡检官区；无人机续航能力不足；无人机巡检作业手段乏。 本项目主要研究线路巡检机器人与无人机技术的结合以及在输电线路巡检中的作用。通过飞行器气动优化、电源系统管理优化、机体轻量化设计、云台轻量化设计以及高效推进系统匹配研究显著提升飞行系统的能力，增大其抗风能力、提升飞行的稳定性，为机器人落线离线功能提供重要支撑。实现了两栖机器人的飞行落线与离线功能，大幅提升机器人的可使用程度。机器人可以在线上行走作业，相对于传统无人机巡检，更加稳定，续航能力提升15倍，并且可以进行近距离的清障等作业。

电网末端业务的分割是制约供电企业提升供电服务保障能力的管理瓶颈。本项目以承担国家电网公司业务融合试点为契机，依托智能电力物联技术推进营配业务末端融合，构建一体化供电服务保障体系，完善顶层设计，优化内部组织架构，因地制宜，优化整合末端与核心部门设置，推行市、县、供电所三级垂直管理模式。依托台区经理负责制，构建网格化客户服务模式。拓展台区经理综合业务能力，建立网格化客户服务模式，打造营配专业复合型人才队伍。深化末端数据贯通，提高基础数据保障。开展末端数据采集与治理，提高源头数据质量，搭建末端数据融合支撑平台，提高数据集成效率，建立数据同源维护机制，保障数据一致性。智能电力物联技术推动末端业务融合应用。提升设备智能感知能力，打造输变配主动运维模式；采用多种大数据算法，建立末端业务分析模型；开发智能营销全业务终端，助力末端业务融合应用。拓展新能源业务，持续优化营商环境。全方位推进电网末端新能源业务开展，主动引导客户实施电能替代项目。建立完善的全员综合保障体系。推行精益工分制全员绩效管理，健全安全风险及廉洁风险防控机制。 本项目实施后，处于电网末端的供电所内营销和配电不仅业务融合，对于配电线路和设备故障可快速响应，自主抢修，运维能力显著增强，有力促进地区经济发展和社会安全稳定。通过构建一体化供电服务保障体系，基层供电所结构性缺员问题得到根本性解决，优化整合后，全能型供电所集10千伏运维抢修、营销服务、业扩报装、光伏发电及电动汽车等新型业务受理于一体，业务融合覆盖无死角，组织模式更加集约高效，大幅提升供电服务保障能力。大连供电将低压光伏发电、电动汽车充换电设施运维等新型业务由市、县公司下发至全能型供电所管理，在业务受理、现场勘查、合同签订等环节大大缩短了并网时间，新能源接纳业务蓬勃开展，电能替代惠及广大客户。本项目深入推进末端业务融合，拓展新能源业务，持续优化营商环境，同时建立完善的全员综合保障体系，从而不断提高末端电网安全运行水平，转变企业发展方式，有效提升供电服务保障能力，具有显著的经济效益和社会效益，在辽宁省公司及国网公司均具有良好的推广应用前景。