智能电网建设

在南方电网数字化转型和智能电网建设大背景下，本报告分析了智能技术应用需求，按照“简单，经济、安全、有效”的原则，提出了基于南网云架构的配电房智能化建设思路和具体解决方案。最后，结合实际案例，介绍了配电房智能化监测数据应用方面的做法。

ZY3003型智能低压线损采集终端是我公司根据国家智能电网建设的市场需求自主研发设计的新产品，符合国家电网多功能电能表规范DL/T645系列标准。 本终端的使用能够进一步加强对线损异常台区的管理，减少低压台区的线损异常率，提高异常处置率，持续推动站线变户拓扑基础数据的治理，促进线损精益管理水平和数据质量全面提升。

坚持以问题为导向，结合新疆地域实际情况，通过调整和管理能源用户的用电需求和能源消费行为，优化用电负荷结构，提高能源利用效率，降低能源消耗和环境影响的，通过有效控制用户的用电行为，实现用电最优化，减少能源消耗，优化电力系统的运行和供需平衡。研究依照用电负荷、用电行为、用电现状等进行用电负荷的模型预测，以便于展开针对性管控，使电能效益最大化。尤其是在智能电网建设过程中，要做好供应侧资源和需求侧资源的协调重组，以需求负荷分级、需求负荷分类为契机，按照动态负荷权值、负荷控制次数权值、需量实时计算及评估等得到最优负荷管理方案。

按照年度技改大修规划，超运行周期的变电站二次设备应逐步实现综自改造或智能化改造，每年需要进行变电站监控系统整体改造工作量大，在变电站改造过程中，自动化专业调试、验收工作也在逐年增长，尤其是为推进智能电网建设，自动化改造的调试工作量进一步加大，二次设备改造中的调试传动效率直接影响到综自改造和智能电网建设的进程。 当前配网建设还不完善，未实现全部用户环网覆盖，无其是10千伏二次设备改造过程中，由于调试传动不到位造成缺陷查找时间过长而延退送电的事件时有发生。随着电网规模的不断扩大和用户对优质服务要求的提高，在停电改造中如果不按计划停送电不仅增加电网运行风险，也会带来严重的社会影响。如何既能确保安全的前提下进行计算机监控系统改造工作，又能加快速度，降少停电时间，保证电网安全稳定运行和增加用户满意度是重待解决的问题。 变电站端改造工作量大，涉及自动化系统较多，按照每天2路间隔停送电计算，设每年完成10站综台自动化改造，每站10kV间隔15路出线为例，每路平均负荷5000千瓦。据测算，少停电1小时可增加经济十效益为75万元／年。

为系统把握配电网韧性的理论脉络和发展趋势，采用CiteSpace的可视化分析，揭示配电网韧性研究领域的研究动向。研究发现，国内学者关注提高配电网可靠性、风险评估方法、电动汽车影响、电能质量保障、智能电网建设和储能技术提高等方向；国外学者还同时关注了需求响应、主动配电网和优化配置等，且研究重点逐渐从技术方法转向新兴技术和管理方法。通过关键词聚类分析，概括了国内配电网评估、规划与设计、供电可靠性、新能源并网等四大研究方向，以及国外的人工智能与智能电网、可再生能源、电力系统韧性和可靠性三大研究领域。最后对领域内高被引文献进行了分析，可为领域发展和问题解决提供重要启示。

架空输电线路的状态监测与评估管理是智能电网组成的重要部分,通过引入物联网技术,有助于提升架空输电线路监测诊断、运行管理的水平,推进智能电网建设。本文针对现有的输电线路监测系统不具备智能对话功能,形成信息孤岛的实际问题,采用无线自组织传感网络、光纤复合架空地线、GPRS构建高压输电线路物联网监控方法，研究了各层网络的功能、提出了一种基于物联网的输电线路智能监测系统。综合现有输电线路智能监测系统中的温度监测、覆冰监测、振动监测、气象监测等辅助监测系统,凭借物联网的优势，并采用示范工程验证了偏远区域、极端气候等各环境条件下在线监测数据传递实时性和可靠性的要求。

新一版IEC 60051系列标准是对IEC 60051:1997系列标准（第1部分为5.0版本，其余部分为4.0版本）的修订。新版IEC 60051标准共分9个部分，已经全部出版，本次申报奖项的是全部的9个部分。安装式电测量仪表是量大面广的电工仪器仪表产品，是智能电网建设中基本的终端设备，主要用于在线监测各种电参数，是电站、电厂、开关柜等电力输配电系统、机电仪器、电源设备和自动化控制设备所必需的电工仪器仪表产品，广泛应用在工矿企业、电力、冶金、化工、能源和交通等领域。修订本标准的目的在于结合国内外最新产品技术和用户需求,规范直接作用模拟指示电测量仪表的技术规范和安全要求，并提出相应的试验方法。 本标准的主要工作内容包括：针对直接作用模拟指示电测量仪表系列产品的技术规范及性能、检验方法，在国际层面上统一性能要求和检验方法。比较前版，结合目前技术以及使用环境，新版本IEC 60051标准补充了电磁兼容性要求及其试验项目，增加服务环境、操作方式、机械条件和防护等级的分类，用“不确定度”的概念代替“误差”的概念，增加了不合格分类及其检验规则。

本项目属于集成电路领域。随着智能电网建设的推进，电力通信芯片的市场需求与日俱增，长期以来电力通信芯片依赖国外进口，存在安全隐患大、供货不稳定等问题。随着智能电网新型业务的兴起，分布式电源等各类终端大量接入，对通信实时性、可靠性、通信速率等提出严苛的要求，而国内产品主要面向消费类电子，存在成本高、功耗高、可靠性差等问题，无法满足复杂电力环境下的应用需求。因此，亟需研发具有自主知识产权的工业级电力通信核心芯片，以实现规模化推广应用。本项目开展了高性能模拟前端、电力线载波通信、微功率无线通信和多模融合通信等关键技术研究，突破了噪声自适应消除、抗信道干扰、低功耗与高性能难以平衡等难题，开发了高速电力线载波通信芯片、G3-电力线载波通信芯片、微功率无线通信芯片、双模融合通信芯片4款芯片以及12款模块产品，取得了集理论、技术和产品于一体的创新突破：1）突破环境温度、干扰噪声、工艺偏差因素导致放大器性能降低的难题，提出自适应噪声消除和多温度系数参考源电路设计方法，设计模拟放大器，可控增益带宽提高了10%，保障通信芯片在复杂电力工况下可靠运行；2）攻克了电力线强干扰、强衰减环境下高速通信的难题，提出了互相关帧同步技术，提出了实时自适应干扰消除技术，保证了高速电力线载波通信芯片在复杂信道环境中稳定可靠运行；3）突破了通信芯片在低功耗、小尺寸与高性能需求之间难以平衡的难题，提出了一种基于注入锁定技术和有源电感振荡器的高频信号追踪的方法，设计了低噪声射频模块，研制出高性能、低成本的微功率无线通信芯片；4）突破了双模融合通信的信道差异化适配难题，提出了电力线载波与无线融合通信架构，构建了双通道子载波误码率预测模型，设计了双链路自适应切换保护与子载波优选适配方法，研制出高可靠、高适配性的双模融合通信芯片。 项目成果已在我国电力行业实现大规模应用，覆盖27个省/市/自治区，拓展至环境监测、智能家居等领域。项目的实施，实现自主知识产权电力通信芯片的规模化推广应用，有效提升电力通信水平，打破国外垄断，带动我国集成电路自主创新，对推动产业进步意义重大。

智能变电站建设之初缺乏统一的设计规范，不同地区和时期建设的变电站方案差异明显，整体标准化程度低，严重影响了智能变电站整体投运水平和运维效率。本系列标准以规范智能变电站整体设计，提高其建设质量为目标，围绕整体设计、系统功能要求、模块化建设方案、系统测试手段等方面开展标准化工作，形成以 GB/T 51071《330kV-750kV 智能变电站设计规范》、GB/T 51072《110kV-220kV 智能变电站设计规范》为核心，DL/T 5510《智能变电站设计技术规定》Q/GDW 11152《智能变电站模块化建设技术导则》等其余 9 项标准为专项支撑的标准体系。 本标准体系实现了智能变电站系统架构统一化、高级应用互动化、安装建设模块化、验收测试一体化，对提高智能变电站设计建设水平，保证电网安全可靠运行起到至关重要作用。 该系列标准自实施以来已累计指导 3000 余座智能变电站的设计建设，节约建设投资 100 亿元。依此本系列标准建设的智能变电站，工程建设周期减少约 50～60%。同时，本系列标准对提升我国智能变电站设计建设和装备水平在全球范围的领导地位，推动智能电网建设高效、经济、绿色发展将发挥重要作用。

此项目形成了较完整的电力设备带电检测技术体系，首次提出电力设备故障信号多波段综合带电检测技术的理念并成功应用，研制了输变配电设备缺陷模拟系统和各类带电检测传感器及装备，多项成果可直接指导输变配电设备的试验检测与运行维护，具有较高的经济效益和社会效益，可直接指导现场实践，对于发现设备潜伏性缺陷、推动设备运维管理模式向着状态检修、资产全寿命周期管理模式发展提供了大量宝贵经验，并将在智能电网建设以及智能一次设备领域在这个电力行业全面推广具有广阔前景。