智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)

【概 況】江蘇電網(wǎng)東聯(lián)上海、南鄰浙江、西接安徽，是國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)規(guī)模最大的省級電網(wǎng)公司之一，電網(wǎng)規(guī)模超英國、意大利等國家，全面進入“特高壓、大電網(wǎng)、高負荷”時代。2020年，借助先進的智能電網(wǎng)創(chuàng)新技術(shù)，依托江蘇資源稟賦及產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，推動智能電網(wǎng)技術(shù)及設(shè)備轉(zhuǎn)型升級，聚焦中低壓直流配用電、城市配網(wǎng)柔性調(diào)控、電能計量、智慧運檢等技術(shù)領(lǐng)域，加強關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，聚焦特高壓套管及分接開關(guān)、電力工控芯片核心技術(shù)攻關(guān)示范應(yīng)用等領(lǐng)域，加強關(guān)鍵設(shè)備應(yīng)用實踐。全年全省智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)銷售收入超3900億元。

【智能電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)】江蘇智能電網(wǎng)相關(guān)企業(yè)堅持創(chuàng)新驅(qū)動，聚焦特高壓大容量設(shè)備絕緣試驗、中低壓直流配用電、城市配網(wǎng)柔性調(diào)控、電動汽車無線充電、電能計量等技術(shù)領(lǐng)域，加強技術(shù)攻關(guān)，掌握核心技術(shù)，搶占技術(shù)制高點。國網(wǎng)江蘇省電力有限公司攻克特高壓大容量設(shè)備整體絕緣試驗等技術(shù)，解決以GIL（公里級、容性）、電抗器（感性）為代表的特高壓大容量設(shè)備現(xiàn)場整體絕緣試驗難題，顯著降低設(shè)備絕緣故障率；首創(chuàng)基于硅基IGBT 和碳化硅MOSFET 開關(guān)高效大功率電能變換技術(shù)，研制的3MVA 電力電子變壓器運行效率達98.5%，突破交直流混合配電網(wǎng)核心設(shè)備高效率、小型化技術(shù)瓶頸；研制涵蓋電網(wǎng)公司、負荷聚合商和用戶的三級能源管理系統(tǒng)、多元微負荷管理終端機控制裝置，為城市配電網(wǎng)柔性調(diào)控提供解決方案；深化新能源應(yīng)用和電動汽車充電研究，以路面光伏、電動汽車無線充電技術(shù)為核心，突破電動汽車動態(tài)無線重現(xiàn)系統(tǒng)定位感知、單邊控制與精準投切、無線充電的智能化協(xié)調(diào)控制等技術(shù)，提升能源清潔化率和終端電氣化率；研發(fā)智能電表雙向通道信道劃分等技術(shù)，研發(fā)基于智能交互網(wǎng)關(guān)和NFC 近場通信雙向互動電能計量系統(tǒng)，提升用戶與電能表交互水平；研制成盤電纜多參數(shù)現(xiàn)場測試儀，快速、高精、智能檢測電纜參數(shù)，提高電纜質(zhì)量，提升電網(wǎng)運行可靠性。南瑞集團研發(fā)的基于全國產(chǎn)芯片和自主安全操作系統(tǒng)的變電站自主可控成套裝置在全國20 余座變電站掛網(wǎng)運行，新一代調(diào)度系統(tǒng)完成應(yīng)用場景和核心功能集中測試；著力突破“卡脖子”技術(shù)難題，3300V IGBT/FRD 芯片完成流片，成功研制世界首支1200kV 交流膠浸纖維穿墻套管、國內(nèi)首臺完全自主可控的火電DCS 及9F 重型燃機（400MW）SFC 系統(tǒng)。自主研制的6MW 風(fēng)電變流器成功并網(wǎng)；以世界領(lǐng)先的換流閥、控制保護等技術(shù)和裝備支撐張北柔直、昆柳龍?zhí)馗邏?、青豫特高壓等重大工程投運，以全國產(chǎn)化巨型水電站監(jiān)控系統(tǒng)支撐烏東德水電站首批機組投產(chǎn)；高質(zhì)量完成國網(wǎng)云、調(diào)控云、數(shù)據(jù)中臺、業(yè)務(wù)中臺等重點建設(shè)任務(wù)，支撐國家電網(wǎng)公司建成國內(nèi)首個省域電力無線專網(wǎng)、全網(wǎng)首個100G 通信傳輸網(wǎng)。

【智能電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用】發(fā)電環(huán)節(jié) 截至年底，全省可再生能源并網(wǎng)裝機規(guī)模達3478萬kW，占全省發(fā)電總裝機24.6%，若含抽水蓄能裝機，并網(wǎng)總裝機規(guī)模3738萬kW，占全省發(fā)電總裝機的26.4%。全年全省可再生能源發(fā)電量達521.8億kW·h，占全社會用電量的8.2%，實現(xiàn)全部消納。風(fēng)電累計并網(wǎng)裝機1547萬kW，居全國第六；光伏發(fā)電累計并網(wǎng)裝機1684萬kW，居全國第三；生物質(zhì)發(fā)電累計并網(wǎng)裝機242萬kW，居全國第三。

輸變電環(huán)節(jié) 研制無人機固定機場和移動巡檢作業(yè)車，提升巡檢作業(yè)質(zhì)量和效率，支撐構(gòu)建堅強智能電網(wǎng)。突破無線傳感網(wǎng)、邊緣計算、云邊協(xié)同等關(guān)鍵技術(shù)，創(chuàng)新研制27 類輸變電傳感器、3 類輸變電接入及匯聚節(jié)點、兩款標準通信模組。深化圖像智能識別應(yīng)用，提升變電站狀態(tài)判別準確率至90%以上，缺陷識別率70%以上，全面支撐智能巡檢。世界首個直流電網(wǎng)張北工程、首個多端混合特高壓昆柳龍工程、首個以輸送新能源為主的青豫特高壓工程、首套220kV 分布式潮流控制器（DPFC）順利投運。成功研制全套自主可控保護自動化設(shè)備和自主可控DCS 系統(tǒng)并實現(xiàn)示范應(yīng)用。

配電環(huán)節(jié) 在末端運檢搶修信息化應(yīng)用、配電臺區(qū)電能質(zhì)量優(yōu)化、配電電纜桿塔RFID 電子標準移動作業(yè)終端測試研制、配電網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)、配電網(wǎng)一二次設(shè)備融合、直流柔性配網(wǎng)等方面不斷取得技術(shù)突破，形成典型配電臺區(qū)電能質(zhì)量最優(yōu)差異化治理方案，開發(fā)智能移動巡檢終端，應(yīng)用RFID 掃描一體機，支撐末端精準排查消缺，強化移動巡檢實體化應(yīng)用，有效提高配網(wǎng)運維管理水平。

世界最大的交直流合建站——特高壓泰州站 湯德宏 張佳偉 攝/視覺江蘇網(wǎng)供圖

用電環(huán)節(jié) 攻克“電、水、氣”多表合一數(shù)據(jù)通信試驗、供配電系統(tǒng)和風(fēng)機系統(tǒng)能效移動測試、電動機能效測試、變壓器能效測試、直流充電機和交流充電樁現(xiàn)場校驗等能力，建成國內(nèi)首個省級能源計量中心。發(fā)揮電力信息采集和綜合能源先進技術(shù)，建成省級能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)，納入省級政府能源消耗總量和強度“雙控”目標責(zé)任評價考核，促進信息技術(shù)與節(jié)能工作深度融合。上線運行江蘇綜合能源云網(wǎng)平臺，制定鋼鐵、化工等九大行業(yè)能效評價體系。創(chuàng)新研發(fā)城區(qū)用戶與電網(wǎng)供需友好互動系統(tǒng)，實現(xiàn)客戶側(cè)源網(wǎng)荷儲協(xié)同服務(wù)。

調(diào)度環(huán)節(jié) 建成源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)控制體系，具備260萬kW毫秒級、376萬kW秒級大工業(yè)用戶精準負荷控制能力，實現(xiàn)352萬kW 工商業(yè)客戶負荷自主需求響應(yīng)。結(jié)合鹽城等大規(guī)模海上風(fēng)電的并網(wǎng)以及分布式光伏的快速發(fā)展，建設(shè)省地協(xié)同的支撐新能源高效消納的協(xié)調(diào)優(yōu)化控制系統(tǒng)，打通新能源輸送通道。先后在蘇州同里、南京江北、連云港連島建成基于多能流調(diào)控技術(shù)的區(qū)域綜合能源協(xié)控系統(tǒng)，實現(xiàn)區(qū)域綜合能源優(yōu)化調(diào)度，冷熱電多能智慧運營。采用人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，在南京、淮安建成涵蓋電網(wǎng)腦、電網(wǎng)脈、電網(wǎng)眼等電網(wǎng)調(diào)度人工智能示范應(yīng)用平臺，強化電網(wǎng)調(diào)控手段，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。

信息通信平臺 建成規(guī)模最大的電力無線專網(wǎng)，新增基站3408 座，接入終端10萬余個。建成省級規(guī)模最大的云計算平臺，納管設(shè)備2600 臺，95%的應(yīng)用云上部署，建立自動化運維體系，資源利用效率提升50%，全面支撐業(yè)務(wù)快速迭代。上線電網(wǎng)資源業(yè)務(wù)中心，電力北斗、人工智能、統(tǒng)一視頻、密碼服務(wù)等新技術(shù)服務(wù)平臺。共享千基電力桿塔、建成220 座多站融合站、發(fā)布數(shù)據(jù)產(chǎn)品30個，簽約配電邊緣數(shù)據(jù)中心3000個。

【智能電網(wǎng)示范工程】國網(wǎng)江蘇省電力有限公司依托國家重點研發(fā)計劃“城區(qū)用戶與電網(wǎng)供需友好互動系統(tǒng)”，建成覆蓋16萬戶居民、253個工商業(yè)、55個小區(qū)在內(nèi)的全球最大規(guī)模的供需友好互動示范工程，培育25個負荷集成商，互動潛力超83.7MW，在國內(nèi)首次構(gòu)建高效、低成本、可持續(xù)發(fā)展的供需友好互動商業(yè)化運營模式；依托國家重點研發(fā)計劃“基于電力電子變壓器的交直流混合可再生能源技術(shù)研究”，建成蘇州同里交直流系統(tǒng)示范工程，實現(xiàn)10kV 交流系統(tǒng)、380V 交流、±750V直流、±375V 直流交流微網(wǎng)柔性互通，2901kW 分布式新能源全部消納，保障示范工程2681kW 直流負荷高質(zhì)量供電；依托國家重點研發(fā)計劃“中低壓直流配用電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”，研制快速可靠直流斷路器、高效高功率密度換流器與直流變壓器等27 項核心裝備以及直流空調(diào)、直流冰箱等15 類直流家電設(shè)備，初步建成直流配用電生態(tài)；依托國家重點研發(fā)計劃“城市綜合能源智慧物聯(lián)管控技術(shù)研究及應(yīng)用示范”“電力物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究”，初步建立綜合能源智慧物聯(lián)管控體系，實現(xiàn)電力設(shè)備智能感知與診斷、源網(wǎng)荷儲自主智能調(diào)控、綜合能源自治協(xié)同與多元服務(wù)以及能源數(shù)據(jù)挖掘與增值互動。

南瑞集團以建設(shè)“蘇州國際能源變革發(fā)展典范城市”為契機，組建產(chǎn)、學(xué)、研一體化研究團隊，針對現(xiàn)代城市在發(fā)展中遇到的供能痛點開展關(guān)鍵技術(shù)研究和裝備研制，支撐國網(wǎng)江蘇電力有限公司完成全國最大規(guī)模的主動配電網(wǎng)創(chuàng)新示范項目——“蘇州工業(yè)園區(qū)智能電網(wǎng)應(yīng)用示范區(qū)主動配電網(wǎng)綜合示范工程”建設(shè)工作。5月29日，南京江寧公交集團上峰公交場站充電樁外線工程成功送電。該項目采用南瑞集團最新研發(fā)的360kW 直流充電機產(chǎn)品，一次性投放達40 臺以上，可同時滿足80 輛純電動公交充電，產(chǎn)品最大功率可達600kW，可實現(xiàn)充電10～15 分鐘、車輛續(xù)航300km。7月27日，由南瑞集團承擔(dān)海上升壓站及陸上集控中心電氣二次設(shè)備總集成建設(shè)的魯能江蘇如東H14#海上風(fēng)電項目首批機組正式并網(wǎng)發(fā)電，標志著如東沿海13個海上風(fēng)電項目邁入陸續(xù)投運階段。該項目采用南瑞集團研發(fā)的新一代海上風(fēng)電一體化平臺，平臺通過建立完備的海上風(fēng)電場經(jīng)營指標分析系統(tǒng)，實現(xiàn)海上風(fēng)電場運營指標的計算分析及發(fā)電設(shè)備健康狀況分析、經(jīng)營輔助決策，建立起預(yù)測性維護體系，確保海上風(fēng)電場運行系統(tǒng)的全面性和準確性，成功解決海上風(fēng)電場系統(tǒng)繁多復(fù)雜、廠家來源多，導(dǎo)致各系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交互困難，缺乏統(tǒng)一標準等問題。12月16日，江蘇南通濱江片區(qū)220kV 線路遷改GIL 工程正式投運，這是國內(nèi)同電壓等級下最長的GIL 工程，對支撐區(qū)域電力供應(yīng)、美化沿江風(fēng)貌有著重要意義，該項工程首次全方位應(yīng)用一二次融合技術(shù)，實現(xiàn)智能系統(tǒng)的全覆蓋，共設(shè)置4343個傳感器全方位進行在線監(jiān)測及智能診斷，配置GIL 廊道安防、結(jié)構(gòu)、環(huán)境及GIL 本體局放和故障定位等近10個智能輔助監(jiān)控模塊以及智能巡檢機器人，實時監(jiān)控隧道、設(shè)備各項參數(shù)，確保項目5100 余節(jié)管道的安全穩(wěn)定運行。