数字化转型下的主网架检修工作前景探析

发布日期:2021-07-20· 中国能源网 谷裕

高效的检修工作是电网安全稳定运行的基础。大规模降低系统及设备安全运行风险。并通过人工智能技术和智能专家系统的建设提高对于设备状态数据的综合分析能力。

一、前言

以绿色低碳实现可持续发展是全球绝大部分国家的共识,我国更是郑重提出了“碳达峰、碳中和”的重大战略目标,规划了建设以新能源为主体的新型电力系统的一系列重大举措。南方电网公司于2021年先后发布了《数字电网推动构建以新能源为主体的新型电力系统白皮书》和《南方电网公司建设新型电力系统行动方案(2021—2030年)》,提出将依托数字电网建设,以新一代数字技术为核心驱动力,推动源网荷储各环节协调发展,积极消纳各类新能源,为新型电力系统建设落地实施奠定了基础。

数字化技术是支撑建设新型电力系统的关键,不仅能有效解决新能源随机性、波动性及间歇性等特征引起的电力电量平衡难题,更能应对因海量电力电子设备低抗扰等特性带来的电网安全稳定运行风险。对此,作为优化资源配置平台的主网架,必须顺应数字化转型趋势,推广应用设备智能运维,更要提前调整检修工作思路,为保障未来新型电力系统的安全稳定运行储备高效的运维能力。

二、主网架设备发展趋势

从早期的天广直流工程,到现在昆柳龙多端混合直流工程,20余年间,“超(特)高压直流输电”成为了南方电网的一张名片,也促使主网架设备飞速发展。时至今日,绝大部分的主网架设备模式属于“一次设备组件+智能兼监测组件”,即在线监测组件已较为成熟地应用于电气设备监测中,可采集设备关键信息,为故障诊断和事故预警提供数据支撑。然而实际情况仍暴露出电气设备传感器及智能组件可靠性低、在线监测配置方案有待完善、技术成熟度有待提高等一系列问题。为了满足新型电力系统的安全可靠、灵活互动特性及精益化管理的需求,未来的主网架设备必将朝数字化大幅迈进,其发展趋势如下。

一是更完善的感知评估能力。具备自我监测与诊断功能,全面感知系统运行及自身状态信息,可实时监测各种涉及自身安全运行的状态变量并对设备健康状况、风险做出综合评估,为科学调度提供依据,降低运行管理成本,减小新生隐患产生几率,增强运行可靠性。

二是全面互动的信息支撑。采用标准的信息接口,实现融合状态监测、测控保护、信息通信等功能,可与其他设备或系统相互交换参数、运行状态和控制命令等信息,通过自我描述的形式实现设备状态信息的高度共享,满足整个新型电力系统大电网电力流、信息流、业务流一体化的需求。

三是更智能可靠的控制能力。配备电子执行机构,具备智能控制功能,能适时接受网络控制命令,根据系统工作环境与状况对操作过程或设备自身状态进行自适应调节,并通过人工智能技术和智能专家系统的建设提高对于设备状态数据的综合分析能力,完成智能系统对人工系统的替代。实现设备缺陷自我监测与诊断、检修、风险管理策略的自我生成,人与设备、设备与设备之间信息交互与共享、自适应控制等功能,达到系统运行及设备管理的智能化和指令执行的自动化,为电网安全稳定运行和最优经济调度提供技术支持,大规模降低系统及设备安全运行风险。

四是更环保高效的建设模式。实现全模块化设计,在施工建设中快速安装接线,采用绿色环保材料,实现节材、节地、节能、免维护,以模块化、标准化的建设安装方式,提高换流站、变电站及输电线路的建设效率,节约工程造价,最大限度地节约土地资源、物质资源和人力资源。

三、主网架检修工作前景探析

目前国内电网公司采用的检修模式为:以定期检修为主,辅以故障检修和预防性检修(也可称状态检修初阶段)。实践证明这种检修模式有它固有缺陷,一是导致设备“维护过量”,不仅存在因拆解或重装设备而引发“维护故障”的风险,还直接增加了不必要的停电时间,浪费了大量人力、物力、财力;二是设备数据获取率、利用率低,相关决策不仅效率低且存在一定的随意性,盲目采用更换设备来确保电网安全稳定运行,付出的成本代价是巨大的。随着智能状态监测系统研究的不断深入和数字化技术的应用,未来的检修工作将发生一系列深刻变化。

一是状态检修将逐渐占据主导地位。设备提供的信息感知能力能够支撑变电站设备监控统一管理,支撑电网调度运行业务一体化,定期检修模式将淡化。未来将逐步建成以状态检测为中心的状态检修支持体系和基于风险评估的设备检修策略,逐渐实现输变电设备管理、决策、规划、设计的科学高效运维检修模式。

二是运检一体化趋势将愈发明显。高度智能化、数字化的设备不仅能实时反映设备状态,更能依托基于先进算法的智能决策平台(系统),迅速定位故障点、分析故障原因,大幅减轻运行人员、检修人员的工作负担。便捷的工作流程和数据获取渠道既减少了人员配置,让“一次”与“二次”不再“分家”,也模糊了运行与检修的工作边界,同为设备主人的“运行”与“检修”未来可能融为一体。

三是运检工作对相关知识要求将越来越广。随着数字化设备的普及,设备结构拓扑更加复杂,关联度也更广。一旦发生故障,分析处理起来将涉及高压、光学、力学、通信等各领域知识。可以预见,未来运检人员对相关知识的需求面将越来越宽,专业度要求也越来越高。

高效的检修工作是电网安全稳定运行的基础,也是电网精益化管理的需求。我们必须要把握数字化转型的机遇,抓住数字化核心技术的“牛鼻子”,以检修工作的痛点和难点为导向,结合设备的发展趋势和特点,打破固有思想的束缚,推动检修工作朝智能化、先进化、科学化大步迈进,提升运检人员的专业技能技术水平,为保障新型电力系统的安全稳定运行打好坚实的基础。

(超高压输电公司广州局)


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