通俗来讲,我们所说的智能电网,实质上就是通过各类传感器,将各种复杂的设备、资产紧密相连,从而构建出一条链接客户至上的服务主干线,借助对庞大的信息资料的整合及深度分析,以期有效降低运作成本,极大提升整个电能供应过程的稳定性和安全性,从而达成运行与管理的最优化效果。
长期以来,对于智能电网的特色特征,我们可以用以下几个简单词汇予以概括:自我修复、相互作用、精炼优化、兼容并蓄、全面集成。其中最为核心的技术构成则涵盖供电技术、输配电技术以及销售用电技术等诸多领域。在发电技术这一分支领域中,主流的技术手段包括可再生能源发电技术(例如太阳能、风力发电、地热能、潮汐能以及生物质能源),同时还包括分布式发电与储能技术。除了持续完善传统供电服务业务之外,智能电网模式还为电力企业拓展新的业务领域,助力他们通过革新性的服务方式实现业务转型升级,创造无限可能。
据西安高压电器研究院副总工程师游一民先生的观点,近期国内对于智能电网的诉求可谓多姿多彩且繁复,然而数字化、信息化无疑将成为未来智能电网发展的主导方向。
就现阶段我国智能电网发展状况来看,能源资源分布不均衡、负荷规模迅速扩大、电源结构仍以煤炭为主导,调节能力相对滞后、节能减排成为社会广泛关注焦点等因素是推动智能电网建设的重要驱动力。实现减少碳排放、保护生态环境、接纳大规模开发的可再生能源等目标,满足日益加速的负荷需求、推动电网基础设施的更新换代以及增大电网投资力度,尤其是加强配电网建设,确立西电东送工程通道,加强跨区域电网联动性,解决发电机组调峰能力不足等问题,已成为迫切需要解决的难题。为了提高供电可靠性和电能质量水平,电网作为最稳健的行业之一,我们相信未来依然具有广阔的发展前景。
至于作为智能电网建设不可或缺的重要环节——智能变电站建设,相较于其他环节的建设进度,无疑处于领先地位。
我们常说的智能变电站,实际上是指以采用先进、安全可靠、高度集成化、低能耗、环保友好的设备为基础,致力于将全站信息数字化、通讯平台网络化、信息交流规范化为各项基本要求,全面实现信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能的同时,根据实际情况支持电网实时自动化控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的一种变电站模式。
智能变电站主要由设备层和系统层两大部分构成,区别于传统变电站的最大差异表现在三个主要方面:一是实现了一次设备智能化;二是设备检修流程实现了状态化处理;三是二次设备实现网络化部署。据相关数据披露,我国政府积极推进 “十二五”规划纲要,计划在此期间在全国范围内建造大约5000座智能变电站。并且预计从2016至2020年间,我国还将再新建7700余座智能变电站。
根据游一民先生具体详尽的阐述,现阶段的智能变电站主要由三大块组合而成,其中包括变电站的全面信息化及数字化策略;其次便是智能一次设备的引入;再者则是具有高度智能化的高级应用部分。然而,“尽管高级应用充当着锦上添花的角色,但对于整个系统而言,最具挑战性以及挑战难度较大的关键部分应归属于智能一次设备部分。当前的一些装置如电子式互感器,仍无法摆脱其可靠性问题的困扰,特别是其内部绝缘层在遭受外部电气冲击之后,极易引发爆炸事故。”
值得我们关注的是,据媒体报道显示,去年12月份初期,位于黑龙江省七台河市的北兴农场所新建的220千伏变电站也曾发生同样的故障。当时,正在进行调试测试工作的北兴变电站中所使用的电子式互感器内部绝缘层遭到强烈的电击,最终导致了严重的爆炸情况。
该北兴220千伏变电站是国网公司在智能变电站领域建设实施的首批共计42个试验点之一,同时也是我国首次在寒冷和高海拔区域建立智能变电站的实验尝试。该项工程共投入资金达7319万人民币。令人沮丧的是,北兴220千伏智能变电站所发生的电子式互感器爆炸事故绝非唯一案例,而是普遍现象。
据我们进一步了解,自去年秋天开始,已经建成的第一批示范智能变电站项目中的核心部件——电子式互感器都陆续遭遇击穿故障且引发了爆炸。无论是湖南、云南亦或是福建等多个省市的智能电网变电站,纷纷发生过相同类型的互感器爆炸事件,其中涉及到的电子式互感器生产厂商主要有南瑞集团、西安华为技术有限公司和新宁光电科技股份有限公司等业内知名企业。
在接受本报记者的专访时,某位国网公司内部知情人员对此案进行了确认。他指出,“这类产品的可靠性问题主要源自于产品本身对抗环境性能的不足。要想提高可靠性,就必须从装置的设计与制造阶段抓起,决不能轻易放过任何环节。因为相较于过去通过控制器直接控制,如今将控制单元下放至产品,意味着一次侧环境将更为严酷,产品所需面临的标准也相应提升。”