消防系统

当前变电站在向智能化、无人化的方向发展，变电站的消防系统也发生了很大变化，如何使用机器人和人工智能等技术提升变电站火情控制的及时性和安全性也变得更加重要。机器人集成最新的机电一体化和信息化技术，采用全自主加远程遥控方式，替代人对变电站早期火情进行处置，其通过多种传感器完成对变电站环境温湿度测量、定位及自动导航等功能，可以通过搭载的水、泡沫、干粉灭火介质对变电站初期火灾进行扑救。

本项目开发的产品是分布式模块储能产品。主要应用在商场、医院、工商业等人员较为密集的场所，室内使用，因此，安全是产品开发的核心。业内首次使用光纤测温和分布式消防系统，以尽可能保证产品安全稳定。

首先从电网安全生产角度强调变电站（换流站）消防安全及其技术监督工作的重要性，其次介绍国网江苏公司消防技术监督的工作模式、工作内容，然后从消防系统运维调试监督、消防产品质量抽检两个维度详细介绍国网江苏公司消防技术监督工作开展情况，并举例典型问题点出变电站（换流站）消防管理工作的重点和难点。

随着我国电力系统变电站自动化技术的迅速发展，各地电力部门都在建设和实现无人值守变电站。正是由于无人值守模式的推进，使得对变电站的画面以及参数等远程监视和控制显得更有必要。为确保变电站的长期高效安全运营，需要通过视频监控系统、环境监测系统、安防系统、火灾自动报警及消防系统、给排水系统等起到预警作用，切实保护无人值守或少人值守变电站的人员和现场设备的安全，变电站辅助监控系统已经成为无人值班变电站改造或新建的必备。

以高效长寿命磷酸铁锂电池为核心，以电池管理系统（BMS）、分布式EMS系统、自动消防系统（AFS）为依托，与储能逆变器（PCS ）、IPSCP云平台一起构成 “实时监控、双向通信、智能调控” 的智慧储能系统。每个分布式储能设备通过4G移动网络与IPSCP云平台实时连接，云平台实现数据采集、数据分析、数据存储等功能，可通过App显示。

介绍了500kV 变电站无人职守改造过程中主变消防系统的智能化升级改造，通过技术改造，将变电站原有的主变消防报警、主变灭火装置与加装的红外感温探测、视频监控、消控远程控制等进行集成，形成消防智能远程监控系统，实现了在运维站和调控中心即可监视到管辖变电站主变运行情况、火灾报警信息，以及远程控制灭火装置，满足了变电站无人职守后的消防安全管理要求。

储能是新一代能源系统的重要组成部分。随着电化学储能技术性能持续提升、成本快速下降，规模化应用前景广阔。然而，电化学储能在电网侧规模化应用仍亟待突破部分关键技术。一是规划方面，目前缺少针对电网侧储能多种应用功能的选址定容方法。二是设计方面，现有储能安全防护设计体系薄弱，缺少电站级的储能集成优化设计技术。三是设备方面，现有储能关键设备多应用于动力和新能源领域，缺少适应电网侧规模化应用的模块化并联与快速响应控制技术。四是运行方面，现有储能电站未直接接入调度管辖，储能集中聚合调度控制技术在国内外仍处于空白。 项目立足破解电网侧规模化储能应用技术瓶颈、提升电网灵活运行水平的现实需求，在电网侧规模化储能优化规划、安全防护、关键涉网设备性能提升、聚合调控等关键技术方面取得技术突破。首创统筹不同时间尺度和多重应用效益的电网侧储能规划及效益评估方法，实现对含百兆瓦级储能系统的建模分析及稳定性、灵活性、经济性、可靠性评估，解决了电网侧规模化储能的选址定容规划难题。建立储能系统电池舱、防火分区、水消防系统的防消结合三级防护体系，实现电池管理系统与消防系统的有机联动及储能电站消防隔离设计，革新了储能电站安全防护设计技术。提出适于电网侧应用的基于自适应无迹卡尔曼滤波法的 SOC 估计方法及大容量储能变流器多级并联优化提升方法，有效提升设备控制的响应水平。首创基于电网断面与储能电池荷电在线状态的储能电站站间功率优化分配方法，实现电网侧储能聚合调控及快速精准控制，经现场实测 AGC 调节时间最快 1.62 秒、参与紧急功率控制的整体响应时间小于 350 毫秒。 项目授权发明专利 12 项，授权实用新型专利 10 项；发表论文 20 篇，其中 SCI 检索 8 篇；取得软件著作权 4 项；发布国家标准 1 项、行业标准 2 项、国家电网有限公司企业标准 3 项；编写专著 1 本。由中国工程院院士周孝信等组成的鉴定委员会认为，项目研究成果整体达到国际领先水平。项目整体应用于镇江电网侧储能项目及江苏第二批电网侧储能项目（10 座储能电站，合计40 万千瓦），镇江储能项目是目前全球容量最大的电网侧储能项目，构成了全球首套毫秒级响应的“源网荷储”系统，此外部分关键技术应用于无锡、长沙、顺德等地的储能项目，具有较高的普适性和广阔应用前景。

户外变电站泡沫-水喷雾灭火关键技术、成套设备及工程应用项目从灭火装备、监控系统、传输控制装置、探测报警装置等方面展开系统化火灾防控体系的研究与应用。一是研制泵组式泡沫-水喷雾灭火系统。针对充油设备火灾高强度湍流燃烧特点，完成国内首次系统性对变电站火灾燃烧特性的研究，创新研发高效泡沫灭火剂，优化喷雾参数，提升泡沫-水喷雾系统灭火效能，实现了传统单一介质灭火向泡沫和喷雾协同灭火技术的重大转变。二是提出变电站消防信息传输控制单元设计方案。通过提取火灾特征参量策略研究，提出基于深度学习的变电站火灾图像识别算法，解决基础识别算法难以识别变电站复杂火灾的难题，对应的火灾特征参量信息传输控制单元的控制响应时间缩短了3倍，极大提高了变电站火灾识别效率。三是创新研制具备变电站消防及辅助设备信息统一管理功能的全面监控平台。通过多源监控信息融合技术的研发，首次实现变电站主设备消防系统与变电站辅助系统的信息互联互通。提高了极早期火灾特征参量识别，监控画面显示与实际发生时间差以及报警到画面记录时间差均小于1s，减少监控系统的误判，提升了变电站监控设备消防专业化程度。四是创新研制具备电磁兼容性的消防报警设备。通过分析影响火灾报警控制器电磁兼容的机理，将静电放电、电快速瞬变脉冲群、浪涌（冲击）等抗扰度提升一级，提高变电站站端消防控制装置的抗电磁干扰能力，为变电站消防风险预测、报警提供有效信息支撑。 本项目已获专利11项（授权7项，受理4项），授权软件著作权1项，发表论文12篇（包含SCI4篇），检测报告6份，牵头编制《无人值守变电站消防远程集中监控技术规范》电力行业标准，填补了行业无人值守变电站消防监控技术标准空白。变电站消防成套设备已在上海、浙江全面成功应用，其中，泡沫喷雾灭火系统在16座变电站成功投运。项目自2019年投运至今，提前处置98项消防隐患，成功处理变电站火灾预警312余次，监控系统投运至今共节省14400工时，保证了电网的安全稳定运行。

本电站装设4台单机容量为280MW的混流式水轮发电机组，采用220kV电压等级送出，电气主接线发电机电压侧采用一机一变单元接线、升高电压侧220kV采用双母线接线，220ky出线总计5回；电站主辅机及电气系统构成包括：水轮发电机组及其相关系统（水轮机本体、发电机本体、励磁系统、调速系统、0技术供水系统、制动系统、推力外循环油系统、机组油压装置、顶盖排水装置、过速保护系统、进水口快速闸门、机组自动化监测与保护、机组状态监测系统、发电机消防系统、发电机断路器、电气控制系统、操作电源等。）辅机系统：（中压空压机系统、低压空压机系统、厂房渗漏排水系统、机组检修排C水系统、厂区排水沟系统、全厂水力量测系统、通风空调系统、泄洪系统等。）消防系统：（生活及消防给排水系统、火灾监测报警系统、灭火系统、防排烟系统0等。电气系统：包括主变及其附属设备、220kV-GIS设备、220kV出线站设备、厂用电系统、柴油发电机组、照明系统、防雷及接地系统、自动化监控系统、继电保护及安全自动装置、通信系统、操作电源系统等。）安保系统：（工业电视系统、门禁及安保系统等。)