黑龍江省電網(wǎng)智能化發(fā)展基礎及建設實踐

高宇峰，圖 巖，徐冰亮，郝文波

(1．黑龍江省電力科學研究院，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“推進堅強智能電網(wǎng)建設”的電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略，黑龍江省電力公司正在致力于堅強智能電網(wǎng)的建設。現(xiàn)已形成橫貫省內的“V”字形500 kV電網(wǎng)結構，220 kV電網(wǎng)基本上實現(xiàn)了變電站多電源供電結構，供電可靠性有了很大提高［1－3］。

1 發(fā)電環(huán)節(jié)的實踐

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

1)以科研單位為依托，開展電網(wǎng)接納風電能力的研究。為了促進風電大力開發(fā)與電網(wǎng)穩(wěn)定運行的協(xié)調發(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)合進行了評審。在常用電力系統(tǒng)分析軟件中構建仿真模塊，為電力系統(tǒng)規(guī)劃設計和調度運行部門提供可靠的計算分析工具。在此基礎上進一步研究大型風電場并網(wǎng)運行對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響及風電場有功功率和無功電壓控制技術。

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

3)目前黑龍江省的可再生能源以風電和生物質發(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)的實踐

在充分研究黑龍江省的具體情況和發(fā)展階段的基礎上，確保實體電網(wǎng)輸電線路安全、穩(wěn)定運行的同時，結合實際，有針對性地開展了在線監(jiān)測技術研究，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、大面積、高精度、實時雷電監(jiān)測系統(tǒng)，由1個中心站、11個探測站、2個用戶專線終端工作站組成。它能實時顯示云對地雷擊的發(fā)生時間、位置、雷電流幅值和極性、回擊次數(shù)以及每次回擊的參數(shù)，而且雷擊點的分時彩色圖能清晰的顯示雷暴的運動軌跡。為用戶群體(省公司生產(chǎn)、安監(jiān)部門，地區(qū)級供電局調度、送電部門，以及機場、氣象、保險等用戶)提供了方便、快捷的雷電信息。各地區(qū)供電公司設立網(wǎng)絡用戶工作站，各地局域網(wǎng)上的計算機用戶可以采用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)過兩個雷季的運行，已經(jīng)展現(xiàn)出其在黑龍江電網(wǎng)的應用價值和前景。

2)研發(fā)大跨越微風振動在線監(jiān)測與診斷分析系統(tǒng)。線路大跨越在輸電線路運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振動，往往導致某些線路部件的疲勞損壞，如導地線的疲勞斷股，金具、間隔棒及桿塔構件的疲勞損壞或磨損等，其中導線疲勞斷股是架空輸電線路普遍發(fā)生的問題，嚴重時需要將全線路更換為新導線。黑龍江省電力有限公司借鑒各地微風振動危害線路事例及防治經(jīng)驗，及時開展解決此問題的各方面工作，并設立了大跨越微風振動在線監(jiān)測與診斷分析系統(tǒng)的項目。

3)進行輸電線路狀態(tài)評估和狀態(tài)檢修工作。在充分保證電網(wǎng)安全運行和可靠供電的條件下，以制度建設為基礎，以安全水平提升為目標，以設備狀態(tài)評價為核心，以加強基礎管理為手段，規(guī)范設備管理流程，落實安全責任，強化設備運行監(jiān)視和狀態(tài)分析，提高設備檢修、維護工作的針對性和有效性，推進狀態(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)標準《架空輸電線路狀態(tài)評價導則》，對66 kV及以上電壓等級架空輸電線路進行狀態(tài)評價。同時，遵循“應修必修，修必修好”的原則，依據(jù)架空輸電線路狀態(tài)評價的結果，考慮架空輸電線路風險因素，動態(tài)制定架空輸電線路的檢修計劃，合理安排了狀態(tài)檢修的計劃和內容。

3 變電環(huán)節(jié)的實踐

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

1)為了貫徹落實國家電網(wǎng)公司集約化、標準化、精益化的工作要求，規(guī)范生產(chǎn)管理工作，促進無人值班變電站運行管理水平的提高，推動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)定運行，通過整合資源，縮短電網(wǎng)管理鏈條，實現(xiàn)調度和監(jiān)控緊耦合的電網(wǎng)管理目標。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，順應了智能電網(wǎng)的發(fā)展要求。

2)變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展逐漸由摸索實踐轉化為實用運行階段。黑龍江省公司已對直屬14個電業(yè)局下屬變電站進行改造，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)和變電站巡檢機器人項目的研究。

4 配電環(huán)節(jié)的實踐

在配電領域，重點解決配電網(wǎng)當前存在的突出問題，加強配網(wǎng)網(wǎng)架建設，建設運行可靠的配電網(wǎng)，并在智能配電關鍵技術方面進行了有益的嘗試。

目前，架空配電線使用的戶外真空或SF6斷路器和負荷開關以及電纜配電線使用的環(huán)網(wǎng)柜及其配套設備都已在黑龍江省廣泛使用;在與配電自動化系統(tǒng)密切相關的地理信息系統(tǒng)應用方面，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)的實踐

經(jīng)過近兩年的開發(fā)建設，“SG186工程”營銷信息化系統(tǒng)已在黑龍江省14個電業(yè)局全部上線運行，系統(tǒng)建設貫徹了營銷業(yè)務應用標準化設計成果，在應用上涵蓋了網(wǎng)省、地市、區(qū)縣、供電站所四級供電單位;在客戶服務、業(yè)務處理、管理監(jiān)控的功能上涵蓋營銷各業(yè)務應用，同時對決策分析提供了基礎數(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方案和技術標準體系;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，可獲取一級關口、二級關口、負荷控制等系統(tǒng)數(shù)據(jù)。省電力營銷中心通過標準接口為其它信息系統(tǒng)提供用電信息等相關數(shù)據(jù)，目前已經(jīng)實現(xiàn)用戶電能信息的自動采集、線損數(shù)據(jù)的實時統(tǒng)計、重點負荷的實時監(jiān)控管理等，并為各專業(yè)應用提供了實時數(shù)據(jù)支持。

6 調度環(huán)節(jié)的實踐

為深化電力系統(tǒng)分析技術、自動控制技術在電網(wǎng)調度中的廣泛應用，黑龍江省電力調度中心已建立了廣域動態(tài)測量系統(tǒng)(WAMS)、動態(tài)安全評估系統(tǒng)和自動電壓控制系統(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)動態(tài)過程監(jiān)視、在線擾動識別、低頻振蕩在線監(jiān)視與分析、風電特性監(jiān)視、負荷模型參數(shù)校核等應用功能。基于WAMS系統(tǒng)提出并實現(xiàn)了利用機組一次調頻貢獻電量評價機組一次調頻性能的方法，提高了調度運行人員對電網(wǎng)的運行管理能力，使調度運行水平上了一個新臺階。基于WAMS系統(tǒng)平臺開發(fā)了風電調峰控制系統(tǒng)，合理解決了風電機組大規(guī)模并網(wǎng)后，電網(wǎng)調峰能力不足的問題，進一步推動了國家節(jié)能減排、發(fā)展清潔能源、可再生能源的產(chǎn)業(yè)政策實施。

動態(tài)安全評估系統(tǒng)的建設提高了電網(wǎng)離線計算分析速度，它利用電網(wǎng)在線數(shù)據(jù)進行暫態(tài)穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定、小干擾穩(wěn)定等計算分析，實現(xiàn)了電網(wǎng)分析由離線計算向在線計算分析的進步。同時也實現(xiàn)了對黑龍江電網(wǎng)系統(tǒng)安全評估，并根據(jù)分析結果提供了調度運行的輔助決策，保障了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

AVC系統(tǒng)自2006年投入運行以來，已實現(xiàn)了對省內11個電廠子站的遠方無功自動電壓控制，受控機組容量占省調直調220 kV及以上火電機組裝機容量的65%，不但提高了省網(wǎng)電壓合格率，還為降低一次網(wǎng)損起到了關鍵作用，同時深化了黑龍江電網(wǎng)自動控制技術的應用程度。

7 通信信息平臺的實踐

在一體化平臺建設方面:建成了全省集中部署的門戶系統(tǒng)，實現(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)門戶實現(xiàn)了業(yè)務應用單點登錄、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系統(tǒng)，通過目錄實現(xiàn)統(tǒng)一接入認證，完成了國網(wǎng)公司與省公司的跨域安全認證;實現(xiàn)了信息集中匯總、展示和內容管理。建成了統(tǒng)一的、共享的數(shù)據(jù)中心，應用數(shù)據(jù)倉庫技術，構筑了企業(yè)級的數(shù)據(jù)倉庫及輔助決策分析平臺，為實現(xiàn)跨業(yè)務數(shù)據(jù)指標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)務活動分析。

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體系，規(guī)范了信息安全管理和技術措施，初步形成了信息化等級保護縱深防御體系，實現(xiàn)了生產(chǎn)控制大區(qū)和管理信息大區(qū)的安全強隔離，建立了信息安全評估與加固常態(tài)工作機制。成立了信息安全領導小組，建立了運維體系和“一體化管理、二級維護、三線支持”的運維架構，建立了“186”信息服務臺，實施了IMS信息系統(tǒng)運維綜合監(jiān)管平臺、進一步完善了數(shù)據(jù)備份體系以及關鍵業(yè)務的容災功能，確保了信息平臺穩(wěn)定、高效、持續(xù)運行。

8 結束語

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，以黑龍江現(xiàn)有電網(wǎng)發(fā)展成果為基礎，實現(xiàn)黑龍江電網(wǎng)以信息化、自動化和互動化為特征的堅強智能電網(wǎng)，以先進適用性技術為支撐，實現(xiàn)對用戶的靈活、多樣化電力服務，立足實際、統(tǒng)籌規(guī)劃，構造“堅強”與“智能”的黑龍江電網(wǎng)，以促進發(fā)電、輸電、用電各環(huán)節(jié)協(xié)調發(fā)展。

［1］國家電網(wǎng)智能化規(guī)劃總報告(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)劃設計報告［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年遠景目標研究［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)劃報告［R］．黑龍江省電力有限公司，2010．