黑龍江省電網(wǎng)智能化發(fā)展基礎(chǔ)及建設(shè)實(shí)踐

高宇峰，圖 巖，徐冰亮，郝文波

(1．黑龍江省電力科學(xué)研究院，黑龍江哈爾濱150030;2．黑龍江華源電力開發(fā)公司，黑龍江哈爾濱150016)

0 引言

按照國家電網(wǎng)公司“推進(jìn)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)”的電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略，黑龍江省電力公司正在致力于堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的建設(shè)。現(xiàn)已形成橫貫省內(nèi)的“V”字形500 kV電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，220 kV電網(wǎng)基本上實(shí)現(xiàn)了變電站多電源供電結(jié)構(gòu)，供電可靠性有了很大提高［1－3］。

1 發(fā)電環(huán)節(jié)的實(shí)踐

長期以來黑龍江省發(fā)揮能源優(yōu)勢［4］，落實(shí)煤電轉(zhuǎn)化、建設(shè)能源基地戰(zhàn)略，火電等常規(guī)電源得到較快發(fā)展，同時(shí)堅(jiān)決貫徹國家能源政策，落實(shí)節(jié)能減排、環(huán)保、可持續(xù)的發(fā)展戰(zhàn)略，引導(dǎo)發(fā)電企業(yè)走節(jié)能減排、開發(fā)新能源的發(fā)展道路，加大風(fēng)力、生物質(zhì)能等可再生能源發(fā)電開發(fā)力度，逐步實(shí)現(xiàn)了電源形式多元化。

1)以科研單位為依托，開展電網(wǎng)接納風(fēng)電能力的研究。為了促進(jìn)風(fēng)電大力開發(fā)與電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的協(xié)調(diào)發(fā)展，黑龍江省電力有限公司與中國電科院合作開展了黑龍江省電網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電接入能力分析與評估專題研究，并與省發(fā)改委聯(lián)合進(jìn)行了評審。在常用電力系統(tǒng)分析軟件中構(gòu)建仿真模塊，為電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和調(diào)度運(yùn)行部門提供可靠的計(jì)算分析工具。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究大型風(fēng)電場并網(wǎng)運(yùn)行對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響及風(fēng)電場有功功率和無功電壓控制技術(shù)。

2)常規(guī)電源廠網(wǎng)協(xié)調(diào)工作正在穩(wěn)步推進(jìn)。目前，黑龍江省已經(jīng)完成200 MW及以上常規(guī)電源發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)參數(shù)實(shí)測和電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)的參數(shù)配置工作，實(shí)現(xiàn)實(shí)測勵(lì)磁系統(tǒng)參數(shù)發(fā)電機(jī)39臺，實(shí)現(xiàn)參數(shù)配置電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)39個(gè)，黑龍江省常規(guī)電源已實(shí)現(xiàn)了發(fā)電機(jī)勵(lì)磁、調(diào)速系統(tǒng)、分散控制系統(tǒng)(DCS)等裝備的信息化、自動(dòng)化，控制參數(shù)基本滿足可觀和在線可調(diào)要求。

3)目前黑龍江省的可再生能源以風(fēng)電和生物質(zhì)發(fā)電為主，太陽能只有少數(shù)幾家開發(fā)商提出接網(wǎng)申請，處于工程前期階段。

2 輸電環(huán)節(jié)的實(shí)踐

在充分研究黑龍江省的具體情況和發(fā)展階段的基礎(chǔ)上，確保實(shí)體電網(wǎng)輸電線路安全、穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，結(jié)合實(shí)際，有針對性地開展了在線監(jiān)測技術(shù)研究，并取得了初步的成果。

1)完善雷電定位監(jiān)測系統(tǒng)。黑龍江省電網(wǎng)雷電監(jiān)測系統(tǒng)是一整套全自動(dòng)、大面積、高精度、實(shí)時(shí)雷電監(jiān)測系統(tǒng)，由1個(gè)中心站、11個(gè)探測站、2個(gè)用戶專線終端工作站組成。它能實(shí)時(shí)顯示云對地雷擊的發(fā)生時(shí)間、位置、雷電流幅值和極性、回?fù)舸螖?shù)以及每次回?fù)舻膮?shù)，而且雷擊點(diǎn)的分時(shí)彩色圖能清晰的顯示雷暴的運(yùn)動(dòng)軌跡。為用戶群體(省公司生產(chǎn)、安監(jiān)部門，地區(qū)級供電局調(diào)度、送電部門，以及機(jī)場、氣象、保險(xiǎn)等用戶)提供了方便、快捷的雷電信息。各地區(qū)供電公司設(shè)立網(wǎng)絡(luò)用戶工作站，各地局域網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)用戶可以采用C/S或B/S方式以及撥號上網(wǎng)方式查看雷電信息。該系統(tǒng)經(jīng)過兩個(gè)雷季的運(yùn)行，已經(jīng)展現(xiàn)出其在黑龍江電網(wǎng)的應(yīng)用價(jià)值和前景。

2)研發(fā)大跨越微風(fēng)振動(dòng)在線監(jiān)測與診斷分析系統(tǒng)。線路大跨越在輸電線路運(yùn)行過程中具有特殊重要地位。架空輸電線路經(jīng)常發(fā)生超過允許幅值的微風(fēng)振動(dòng)，往往導(dǎo)致某些線路部件的疲勞損壞，如導(dǎo)地線的疲勞斷股，金具、間隔棒及桿塔構(gòu)件的疲勞損壞或磨損等，其中導(dǎo)線疲勞斷股是架空輸電線路普遍發(fā)生的問題，嚴(yán)重時(shí)需要將全線路更換為新導(dǎo)線。黑龍江省電力有限公司借鑒各地微風(fēng)振動(dòng)危害線路事例及防治經(jīng)驗(yàn)，及時(shí)開展解決此問題的各方面工作，并設(shè)立了大跨越微風(fēng)振動(dòng)在線監(jiān)測與診斷分析系統(tǒng)的項(xiàng)目。

3)進(jìn)行輸電線路狀態(tài)評估和狀態(tài)檢修工作。在充分保證電網(wǎng)安全運(yùn)行和可靠供電的條件下，以制度建設(shè)為基礎(chǔ)，以安全水平提升為目標(biāo)，以設(shè)備狀態(tài)評價(jià)為核心，以加強(qiáng)基礎(chǔ)管理為手段，規(guī)范設(shè)備管理流程，落實(shí)安全責(zé)任，強(qiáng)化設(shè)備運(yùn)行監(jiān)視和狀態(tài)分析，提高設(shè)備檢修、維護(hù)工作的針對性和有效性，推進(jìn)狀態(tài)檢修工作規(guī)范、有序開展。

遵循黑龍江省電力有限公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《架空輸電線路狀態(tài)評價(jià)導(dǎo)則》，對66 kV及以上電壓等級架空輸電線路進(jìn)行狀態(tài)評價(jià)。同時(shí)，遵循“應(yīng)修必修，修必修好”的原則，依據(jù)架空輸電線路狀態(tài)評價(jià)的結(jié)果，考慮架空輸電線路風(fēng)險(xiǎn)因素，動(dòng)態(tài)制定架空輸電線路的檢修計(jì)劃，合理安排了狀態(tài)檢修的計(jì)劃和內(nèi)容。

3 變電環(huán)節(jié)的實(shí)踐

經(jīng)過努力，黑龍江省電網(wǎng)技術(shù)改造工作已取得初步成果，電網(wǎng)穩(wěn)定水平、輸送能力、設(shè)備健康水平得到明顯提高，節(jié)能降耗工作得到顯著進(jìn)展。

1)為了貫徹落實(shí)國家電網(wǎng)公司集約化、標(biāo)準(zhǔn)化、精益化的工作要求，規(guī)范生產(chǎn)管理工作，促進(jìn)無人值班變電站運(yùn)行管理水平的提高，推動(dòng)黑龍江省電力有限公司大生產(chǎn)管理模式的發(fā)展，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，通過整合資源，縮短電網(wǎng)管理鏈條，實(shí)現(xiàn)調(diào)度和監(jiān)控緊耦合的電網(wǎng)管理目標(biāo)。在黑龍江省哈爾濱、齊齊哈爾、牡丹江、佳木斯、大慶、綏化、雞西、鶴崗、黑河電業(yè)局建立集中監(jiān)控中心平臺，順應(yīng)了智能電網(wǎng)的發(fā)展要求。

2)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展逐漸由摸索實(shí)踐轉(zhuǎn)化為實(shí)用運(yùn)行階段。黑龍江省公司已對直屬14個(gè)電業(yè)局下屬變電站進(jìn)行改造，現(xiàn)有66～220 kV變電站無人值班率為56．36%;110 kV以下變電站無人值班率為60．38%。

3)開展了電壓監(jiān)測采集管理信息系統(tǒng)和變電站巡檢機(jī)器人項(xiàng)目的研究。

4 配電環(huán)節(jié)的實(shí)踐

在配電領(lǐng)域，重點(diǎn)解決配電網(wǎng)當(dāng)前存在的突出問題，加強(qiáng)配網(wǎng)網(wǎng)架建設(shè)，建設(shè)運(yùn)行可靠的配電網(wǎng)，并在智能配電關(guān)鍵技術(shù)方面進(jìn)行了有益的嘗試。

目前，架空配電線使用的戶外真空或SF6斷路器和負(fù)荷開關(guān)以及電纜配電線使用的環(huán)網(wǎng)柜及其配套設(shè)備都已在黑龍江省廣泛使用;在與配電自動(dòng)化系統(tǒng)密切相關(guān)的地理信息系統(tǒng)應(yīng)用方面，研究開發(fā)了黑龍江省的配網(wǎng)GIS系統(tǒng)。

5 用電環(huán)節(jié)的實(shí)踐

經(jīng)過近兩年的開發(fā)建設(shè)，“SG186工程”營銷信息化系統(tǒng)已在黑龍江省14個(gè)電業(yè)局全部上線運(yùn)行，系統(tǒng)建設(shè)貫徹了營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)成果，在應(yīng)用上涵蓋了網(wǎng)省、地市、區(qū)縣、供電站所四級供電單位;在客戶服務(wù)、業(yè)務(wù)處理、管理監(jiān)控的功能上涵蓋營銷各業(yè)務(wù)應(yīng)用，同時(shí)對決策分析提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

2009年末，黑龍江省用電信息采集系統(tǒng)已安裝使用約400萬戶，形成了較為完善的技術(shù)方案和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系;作為黑龍江省統(tǒng)一的采集平臺直接采集用戶的原始用電信息數(shù)據(jù)，通過與省公司系統(tǒng)層面的各專業(yè)信息系統(tǒng)接口，可獲取一級關(guān)口、二級關(guān)口、負(fù)荷控制等系統(tǒng)數(shù)據(jù)。省電力營銷中心通過標(biāo)準(zhǔn)接口為其它信息系統(tǒng)提供用電信息等相關(guān)數(shù)據(jù)，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)用戶電能信息的自動(dòng)采集、線損數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)、重點(diǎn)負(fù)荷的實(shí)時(shí)監(jiān)控管理等，并為各專業(yè)應(yīng)用提供了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)支持。

6 調(diào)度環(huán)節(jié)的實(shí)踐

為深化電力系統(tǒng)分析技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)度中的廣泛應(yīng)用，黑龍江省電力調(diào)度中心已建立了廣域動(dòng)態(tài)測量系統(tǒng)(WAMS)、動(dòng)態(tài)安全評估系統(tǒng)和自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)(AVC)［5－6］。

WAMS系統(tǒng)開發(fā)了WAMS和EMS混合數(shù)據(jù)處理平臺，完善了電網(wǎng)動(dòng)態(tài)過程監(jiān)視、在線擾動(dòng)識別、低頻振蕩在線監(jiān)視與分析、風(fēng)電特性監(jiān)視、負(fù)荷模型參數(shù)校核等應(yīng)用功能。基于WAMS系統(tǒng)提出并實(shí)現(xiàn)了利用機(jī)組一次調(diào)頻貢獻(xiàn)電量評價(jià)機(jī)組一次調(diào)頻性能的方法，提高了調(diào)度運(yùn)行人員對電網(wǎng)的運(yùn)行管理能力，使調(diào)度運(yùn)行水平上了一個(gè)新臺階?；赪AMS系統(tǒng)平臺開發(fā)了風(fēng)電調(diào)峰控制系統(tǒng)，合理解決了風(fēng)電機(jī)組大規(guī)模并網(wǎng)后，電網(wǎng)調(diào)峰能力不足的問題，進(jìn)一步推動(dòng)了國家節(jié)能減排、發(fā)展清潔能源、可再生能源的產(chǎn)業(yè)政策實(shí)施。

動(dòng)態(tài)安全評估系統(tǒng)的建設(shè)提高了電網(wǎng)離線計(jì)算分析速度，它利用電網(wǎng)在線數(shù)據(jù)進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定、小干擾穩(wěn)定等計(jì)算分析，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)分析由離線計(jì)算向在線計(jì)算分析的進(jìn)步。同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了對黑龍江電網(wǎng)系統(tǒng)安全評估，并根據(jù)分析結(jié)果提供了調(diào)度運(yùn)行的輔助決策，保障了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

AVC系統(tǒng)自2006年投入運(yùn)行以來，已實(shí)現(xiàn)了對省內(nèi)11個(gè)電廠子站的遠(yuǎn)方無功自動(dòng)電壓控制，受控機(jī)組容量占省調(diào)直調(diào)220 kV及以上火電機(jī)組裝機(jī)容量的65%，不但提高了省網(wǎng)電壓合格率，還為降低一次網(wǎng)損起到了關(guān)鍵作用，同時(shí)深化了黑龍江電網(wǎng)自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用程度。

7 通信信息平臺的實(shí)踐

在一體化平臺建設(shè)方面:建成了全省集中部署的門戶系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了國網(wǎng)公司總部、省公司、地市門戶三級縱向貫通，通過企業(yè)門戶實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)應(yīng)用單點(diǎn)登錄、統(tǒng)一待辦，形成了日常辦公桌面;建成了全省公司集中目錄服務(wù)系統(tǒng)，通過目錄實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一接入認(rèn)證，完成了國網(wǎng)公司與省公司的跨域安全認(rèn)證;實(shí)現(xiàn)了信息集中匯總、展示和內(nèi)容管理。建成了統(tǒng)一的、共享的數(shù)據(jù)中心，應(yīng)用數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)，構(gòu)筑了企業(yè)級的數(shù)據(jù)倉庫及輔助決策分析平臺，為實(shí)現(xiàn)跨業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)指標(biāo)分析提供了重要平臺，全面支撐了企業(yè)級生產(chǎn)、經(jīng)營、管理、決策等業(yè)務(wù)活動(dòng)分析。

在信息化保障方面:按照“大”安全管理理念將信息安全納入到公司生產(chǎn)安全，進(jìn)行統(tǒng)一管理和監(jiān)督。健全六大保障體系，完善了信息安全防護(hù)體系，規(guī)范了信息安全管理和技術(shù)措施，初步形成了信息化等級保護(hù)縱深防御體系，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)控制大區(qū)和管理信息大區(qū)的安全強(qiáng)隔離，建立了信息安全評估與加固常態(tài)工作機(jī)制。成立了信息安全領(lǐng)導(dǎo)小組，建立了運(yùn)維體系和“一體化管理、二級維護(hù)、三線支持”的運(yùn)維架構(gòu)，建立了“186”信息服務(wù)臺，實(shí)施了IMS信息系統(tǒng)運(yùn)維綜合監(jiān)管平臺、進(jìn)一步完善了數(shù)據(jù)備份體系以及關(guān)鍵業(yè)務(wù)的容災(zāi)功能，確保了信息平臺穩(wěn)定、高效、持續(xù)運(yùn)行。

8 結(jié)束語

通過上述分析可見，在“十二五”期間，黑龍江省電力公司將以國家和黑龍江省能源發(fā)展戰(zhàn)略為指導(dǎo)，以黑龍江現(xiàn)有電網(wǎng)發(fā)展成果為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)黑龍江電網(wǎng)以信息化、自動(dòng)化和互動(dòng)化為特征的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，以先進(jìn)適用性技術(shù)為支撐，實(shí)現(xiàn)對用戶的靈活、多樣化電力服務(wù)，立足實(shí)際、統(tǒng)籌規(guī)劃，構(gòu)造“堅(jiān)強(qiáng)”與“智能”的黑龍江電網(wǎng)，以促進(jìn)發(fā)電、輸電、用電各環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)發(fā)展。

［1］國家電網(wǎng)智能化規(guī)劃總報(bào)告(修訂稿)［R］．國家電網(wǎng)公司，2010．

［2］黑龍江省電網(wǎng)“十二五”主網(wǎng)架規(guī)劃設(shè)計(jì)報(bào)告［R］．黑龍江省電力有限公司，2010．

［3］黑龍江省配電網(wǎng)“十二五”規(guī)劃報(bào)告［R］．黑龍江省電力有限公司，2010．

［4］黑龍江省電力工業(yè)“十二五”規(guī)劃和2030年遠(yuǎn)景目標(biāo)研究［R］．黑龍江省發(fā)展改革委員會，2010．

［5］2011年度黑龍江省電網(wǎng)運(yùn)行方式［R］．黑龍江省電力有限公司，2011．

［6］黑龍江省電網(wǎng)“十二五”智能化規(guī)劃報(bào)告［R］．黑龍江省電力有限公司，2010．