某大型鋼鐵公司智能電網(wǎng)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究

蔣海牙， 吳禮云， 杜建華， 李賀昌， 崔國(guó)忠， 程寶芳

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司， 河北 唐山 063200）

鋼鐵企業(yè)智能電網(wǎng)是一項(xiàng)情況繁雜，內(nèi)容多樣，需長(zhǎng)時(shí)間建設(shè)的復(fù)雜系統(tǒng)化工程，目前國(guó)內(nèi)大小型鋼鐵企業(yè)仍然沒(méi)有完全的智能電網(wǎng)建設(shè)，鋼鐵企業(yè)建設(shè)智能電網(wǎng)需要各級(jí)鐵鋼產(chǎn)業(yè)鏈的所有關(guān)聯(lián)環(huán)節(jié)和各級(jí)用戶的協(xié)調(diào)發(fā)展，才能完成最后規(guī)劃目標(biāo)，需要摸索借鑒國(guó)家電網(wǎng)以及其他電網(wǎng)的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)來(lái)建設(shè)鋼鐵企業(yè)智能電網(wǎng)。面對(duì)新型鋼鐵企業(yè)智能電網(wǎng)建設(shè)中出現(xiàn)的各種因子與不利影響，對(duì)評(píng)價(jià)智能電網(wǎng)建設(shè)以及指標(biāo)評(píng)價(jià)體系的建設(shè)具有重要意義[1]。

鋼鐵企業(yè)智能電網(wǎng)綜合評(píng)價(jià)體系能夠全面的映射出鋼鐵企業(yè)電網(wǎng)的各級(jí)環(huán)節(jié)的建設(shè)和使用情況，使鋼鐵公司各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)、電網(wǎng)各級(jí)單位領(lǐng)導(dǎo)及各級(jí)電力相關(guān)專業(yè)人員對(duì)智能電網(wǎng)情況有所掌握，做到責(zé)任明確，為各級(jí)、各類領(lǐng)導(dǎo)以及專業(yè)人員指明工作職責(zé)和方向，保障該大型鋼鐵企業(yè)智能電網(wǎng)高速、高效、高質(zhì)、清潔、安全穩(wěn)定的發(fā)展。

1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建的原則和內(nèi)容

1.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建的原則

鋼鐵企業(yè)智能電網(wǎng)評(píng)價(jià)亦遵循智能電網(wǎng)智能評(píng)價(jià)的宗旨和原則。在評(píng)價(jià)準(zhǔn)則、構(gòu)建指標(biāo)體系、建立評(píng)價(jià)方法及設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)流程方面，不斷學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)，應(yīng)保持與時(shí)俱進(jìn)建設(shè)相關(guān)理念和方法。鋼鐵企業(yè)智能電網(wǎng)構(gòu)建原則為：兼顧共性與特性、指標(biāo)達(dá)標(biāo)與超越、創(chuàng)新與實(shí)用、節(jié)約與環(huán)保、定性與定量、過(guò)程與結(jié)果同重、剛?cè)峁泊?，?gòu)建包含建設(shè)過(guò)程與成效兩大方面的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，具體內(nèi)容構(gòu)建分別以發(fā)、輸、變、配、用電及調(diào)度六方面為載體橫向進(jìn)行智能電網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建設(shè)，從各自的涉及內(nèi)容和目標(biāo)上進(jìn)行研究[2]。

1.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建的內(nèi)容

該大型鋼鐵企業(yè)智能電網(wǎng)指標(biāo)評(píng)價(jià)體系見(jiàn)下頁(yè)表1和表2。表1和表2明確以發(fā)、輸、變、配、用及調(diào)度六方面為載體，圍繞過(guò)程和成效進(jìn)行構(gòu)建。智能電網(wǎng)運(yùn)行成效在內(nèi)容和目標(biāo)上橫向進(jìn)行建設(shè)電網(wǎng)的指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，一共涉及到三十幾項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行建設(shè)，目標(biāo)明確[3]。

智能電網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展是第三代工業(yè)革命的重要組成部分，智能電網(wǎng)是包含信息遙感、信息存儲(chǔ)、信息分析和處理、信息統(tǒng)計(jì)的第三代電網(wǎng)。某大型鋼鐵企業(yè)電網(wǎng)具有以220 kV高壓為骨干網(wǎng)架的堅(jiān)強(qiáng)傳輸網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)包含220 kV、110 kV高壓變電系統(tǒng)，包含多過(guò)發(fā)電系統(tǒng)并入網(wǎng)絡(luò)，并且擁有較多的35/10 kV用電系站所，電網(wǎng)錯(cuò)綜復(fù)雜。智能電網(wǎng)建設(shè)應(yīng)包含有信息化、數(shù)字化、圖形化的透明開(kāi)放的展示平臺(tái)，具有自動(dòng)化、互動(dòng)化的操控功能，具有智能化的變電站系統(tǒng)，具有與時(shí)俱進(jìn)、不斷學(xué)習(xí)與優(yōu)化的綜合能力，最終實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全可靠和電能質(zhì)量良好、經(jīng)濟(jì)性和高效性并濟(jì)、協(xié)調(diào)發(fā)展和靈活性并舉、環(huán)境友好和高效應(yīng)用的發(fā)展目標(biāo)。

2 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.1 鋼鐵企業(yè)智能電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程評(píng)價(jià)指標(biāo)[4]

2.1.1 發(fā)電環(huán)節(jié)

發(fā)電環(huán)節(jié)建設(shè)過(guò)程有如表1所示的指標(biāo)展示，共包含11項(xiàng)指標(biāo)：電源裝機(jī)容量，電源發(fā)電量容量，二次能源電源（蒸汽混合煤氣）裝機(jī)及發(fā)電量容量，廠站AVC（自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)），廠站AGC覆蓋率（自動(dòng)發(fā)電量控制），預(yù)裝風(fēng)力發(fā)裝機(jī)系統(tǒng)覆蓋率，預(yù)裝光伏發(fā)電裝機(jī)系統(tǒng)覆蓋率，機(jī)組參數(shù)實(shí)測(cè)建模完成率，備用電機(jī)發(fā)電覆蓋率，儲(chǔ)能設(shè)施類型和規(guī)模，風(fēng)電、光伏并網(wǎng)預(yù)估檢測(cè)。

2.1.2 輸電環(huán)節(jié)

輸電環(huán)節(jié)建設(shè)過(guò)程有如表1所示的指標(biāo)展示，共包含6項(xiàng)指標(biāo)：6 kV及以上高壓交直流輸變電規(guī)模，F(xiàn)ACTS技術(shù)應(yīng)用，節(jié)能環(huán)保應(yīng)用技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控增容技術(shù)，防治、減災(zāi)技術(shù)，輸電狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

2.1.3 變電環(huán)節(jié)

變電環(huán)節(jié)建設(shè)過(guò)程有表1所示的指標(biāo)展示，共包含4項(xiàng)指標(biāo)：智能變電站座數(shù)占比，變電站綜合自動(dòng)化率，無(wú)人值守變電站占比（110 kV及以上電壓等級(jí)），變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)覆蓋率。

2.1.4 配電環(huán)節(jié)

配電環(huán)節(jié)建設(shè)過(guò)程有如表1所示的指標(biāo)展示，共包含6項(xiàng)指標(biāo)：配電自動(dòng)化系統(tǒng)主站覆蓋率，配電自動(dòng)化系統(tǒng)子站覆蓋率，配電故障處理指揮控制覆蓋率，配電終端覆蓋率，各類區(qū)域配電自動(dòng)化覆蓋面積及占比，配電自動(dòng)化覆蓋率。

2.1.5 用電環(huán)節(jié)

用電環(huán)節(jié)建設(shè)過(guò)程有如表1所示的指標(biāo)展示，共包含6項(xiàng)指標(biāo)：各作業(yè)部用電信息采集系統(tǒng)覆蓋站數(shù)及覆蓋率，各站所運(yùn)行管理系統(tǒng)覆蓋率，各軋線產(chǎn)線鼓風(fēng)機(jī)等大型用電需求側(cè)響應(yīng)系統(tǒng)規(guī)模，大負(fù)荷用電單位自動(dòng)化管理系統(tǒng)覆蓋率，錯(cuò)峰用電控制覆蓋率，節(jié)能、智能電機(jī)覆蓋率。

表2 智能電網(wǎng)運(yùn)行成效綜合評(píng)價(jià)體系構(gòu)建表格

2.1.6 調(diào)度環(huán)節(jié)

調(diào)度環(huán)節(jié)建設(shè)過(guò)程有如表1所示的指標(biāo)展示，共包含4項(xiàng)指標(biāo)：調(diào)度系統(tǒng)智能電網(wǎng)支持覆蓋率，調(diào)控一體化覆蓋率，調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)和主干網(wǎng)干雙網(wǎng)覆蓋率，變電站集中子站調(diào)度、監(jiān)控覆蓋率。

2.2 智能電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)成效評(píng)價(jià)指標(biāo)

智能電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)成效評(píng)價(jià)指標(biāo)體系仍以發(fā)、輸、變、配、用、調(diào)度六大環(huán)節(jié)為載體，圍繞“安全可靠和電能質(zhì)量良好、“經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性”、“協(xié)調(diào)發(fā)展和靈活性”、“環(huán)境友好和高效應(yīng)用”四個(gè)橫向發(fā)展為建設(shè)目的框架指標(biāo)體系建設(shè)。

2.2.1 安全可靠和電能質(zhì)量良好

安全可靠和電能質(zhì)量良好智能電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)效果將在電網(wǎng)、設(shè)備、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、電網(wǎng)運(yùn)行、電壓、頻率、電網(wǎng)防災(zāi)減災(zāi)等各種方面上體現(xiàn)較傳統(tǒng)綜合自動(dòng)化電網(wǎng)上更加可靠，電能質(zhì)量更加優(yōu)良。

2.2.2 經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性

經(jīng)濟(jì)性對(duì)于鋼鐵企業(yè)來(lái)說(shuō)比較重要，不同于電網(wǎng)建設(shè)，需要有相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)性來(lái)降低鋼鐵企業(yè)的節(jié)能減排，這里是指優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行和輸送效率，降低線損率降低鋼鐵電力成本，促進(jìn)電力能源資源的高效利用。智能電網(wǎng)的技術(shù)性主要體現(xiàn)在：智能化配電網(wǎng)的智能化程度和在電網(wǎng)中所占比，最終建成高技術(shù)性的電網(wǎng)運(yùn)維體系。

2.2.3 協(xié)調(diào)發(fā)展和靈活性

協(xié)調(diào)發(fā)展是指各級(jí)電網(wǎng)之間輸配變用電容量比是否合理協(xié)調(diào)；相鄰電壓等級(jí)的負(fù)荷比是否符合達(dá)到最優(yōu)化，發(fā)電機(jī)荷比是否做到最優(yōu)；靈活性是指各級(jí)電網(wǎng)之間的負(fù)荷轉(zhuǎn)移率，轉(zhuǎn)移的路徑和方法是否做到靈活多變，在各級(jí)軋線、產(chǎn)線、高爐、鼓風(fēng)等用電超高的的情況下，是否靈活轉(zhuǎn)移負(fù)荷，均衡負(fù)荷運(yùn)行，最終最優(yōu)電網(wǎng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)行調(diào)控。

2.2.4 環(huán)境友好和高效應(yīng)用

環(huán)境友好是指通過(guò)智能電網(wǎng)建設(shè)運(yùn)營(yíng)促進(jìn)新能源、可再生能源、清潔能源的發(fā)展與利用，提高清潔電能在各級(jí)用電軋線產(chǎn)線能源消費(fèi)中的比重，降低不可再生能源消耗和污染物排放。電廠發(fā)電的環(huán)保設(shè)施完成率情況，是智能電網(wǎng)在當(dāng)今環(huán)境下的必須完成的使命。環(huán)境友好同時(shí)包括用電網(wǎng)側(cè)及用電側(cè)清潔環(huán)保等方面。

高效應(yīng)用是指通過(guò)智能電網(wǎng)建設(shè)提高管理需求側(cè)用電水平，提高對(duì)各部門錯(cuò)峰用電管理水平，提高智能調(diào)度一體化水平，促進(jìn)用電與產(chǎn)線一體化智能調(diào)控高水平目的。

3 結(jié)語(yǔ)

第三次工業(yè)革命一個(gè)重要組成部分就是智能電網(wǎng)，智能電網(wǎng)是電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。因此研究智能電網(wǎng)對(duì)鋼鐵行業(yè)的節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟(jì)高效、清潔能源、安全穩(wěn)定、友好互助都有極其重要的意義。研究鋼鐵企業(yè)智能電網(wǎng)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系對(duì)全面評(píng)價(jià)鋼鐵企業(yè)智能電網(wǎng)建設(shè)成效，指導(dǎo)鋼鐵企業(yè)電網(wǎng)智能化構(gòu)建和規(guī)劃具有深遠(yuǎn)的意義[5]。到目前為止鋼鐵企業(yè)尚未形成統(tǒng)一的評(píng)價(jià)理論和方法[6]。本文針對(duì)智能電網(wǎng)發(fā)展的現(xiàn)狀結(jié)合該鋼鐵企業(yè)的實(shí)際狀況，研究智能電網(wǎng)在該鋼鐵企業(yè)的建設(shè)內(nèi)容和目標(biāo)，通過(guò)發(fā)輸配變用調(diào)度六大載體橫向發(fā)散應(yīng)用于智能電網(wǎng)建設(shè)，最終構(gòu)建一個(gè)鋼鐵企業(yè)智能電網(wǎng)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

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