不少電力運維企業(yè)、智能變電站建設投資方近期都在咨詢兩個核心問題:一是當前智能變電站局放在線監(jiān)測系統(tǒng)的應用現(xiàn)狀到底處于什么階段,大規(guī)模部署的投入產(chǎn)出比是否符合預期?二是這套系統(tǒng)的部署、驗收需要符合哪些政策規(guī)范,需要準備哪些資質材料才能滿足監(jiān)管要求?要回答這些問題,首先要全面梳理智能變電站局放在線監(jiān)測系統(tǒng)的應用現(xiàn)狀,明確不同場景下的需求和標準要求,才能給不同用戶提供適配的參考方案。
從應用場景來看,當前智能變電站局放監(jiān)測的落地場景主要分為三類。第一類是新建110kV及以上電壓等級智能變電站的配套建設,隨著智能變電站建設標準的不斷完善,很多項目已經(jīng)將局放在線監(jiān)測納入二次系統(tǒng)的設計范疇,不需要后續(xù)額外改造即可完成部署。第二類是老舊變電站的智能化改造場景,針對運行年限超過10年、絕緣隱患高發(fā)的傳統(tǒng)變電站,加裝智能變電站局放在線監(jiān)測系統(tǒng)可以替代部分人工巡檢工作,降低運維人員的工作壓力。第三類是特殊環(huán)境下的重點變電站專項運維,比如沿海高鹽霧、高濕度區(qū)域的變電站,以及配套高載能工業(yè)園區(qū)、新能源并網(wǎng)節(jié)點的重載變電站,這類站點的絕緣老化速度更快,局部放電風險更高,在線監(jiān)測的需求更為迫切。根據(jù)中電聯(lián)2023年的調研數(shù)據(jù),國內已投運的220kV及以上智能變電站中,超過6成已經(jīng)部署了智能變電站局放在線監(jiān)測系統(tǒng),其中3成以上的站點已經(jīng)實現(xiàn)了監(jiān)測數(shù)據(jù)與省級電網(wǎng)運維平臺的打通【1】。不少用戶對應用現(xiàn)狀的認知還停留在早期產(chǎn)品的印象中,認為誤報率高、實用性不強,實際上近年產(chǎn)品性能已經(jīng)有了很大提升,在線監(jiān)測的實用價值已經(jīng)得到了大量落地項目的驗證。
針對智能變電站局放在線監(jiān)測系統(tǒng)的選型和應用,B端和G端用戶的關注重點存在明顯差異。對于電力運維企業(yè)、新能源投資企業(yè)等B端用戶而言,核心關注三點內容:首先是性能參數(shù)能否滿足實際場景需求,比如特高頻監(jiān)測的靈敏度是否達到5pC及以下,超聲波監(jiān)測的帶寬是否覆蓋20kHz~200kHz區(qū)間,復雜電磁環(huán)境下的誤報率是否控制在合理范圍,這些參數(shù)直接決定了系統(tǒng)能不能真正識別到早期絕緣隱患。其次是全生命周期的成本,不僅包括設備采購和安裝的初期投入,還有后續(xù)校準、維護的運維成本,很多B端用戶會優(yōu)先選擇提供3年以上免費運維服務的廠商,降低長期投入壓力。*后是數(shù)據(jù)的兼容性,能不能和現(xiàn)有智能變電站的運維管理系統(tǒng)打通,不需要額外搭建獨立的監(jiān)測平臺,減少重復投入。
對于能源監(jiān)管部門、電力質檢機構等G端用戶而言,核心關注的則是合規(guī)性和管理效率。首先是標準符合情況,當前智能變電站局放監(jiān)測的部署需要符合GB/T 28568《電力設備局部放電測量》、DL/T 1498《變電設備在線監(jiān)測裝置技術規(guī)范》等現(xiàn)行標準,部分地方還會出臺更細化的地方標準,需要廠商提供對應的合規(guī)檢測報告。其次是認證資質,參與政府采購項目的廠商需要具備電力設備監(jiān)測相關的CMA、CNAS認證,核心設備需要通過*第三方的性能檢測,才能進入采購名錄。*后是運維管理的便捷性,監(jiān)管部門要求智能變電站局放在線監(jiān)測系統(tǒng)的預警數(shù)據(jù)能夠接入統(tǒng)一的監(jiān)管平臺,實現(xiàn)隱患的全流程追溯,避免因為監(jiān)測數(shù)據(jù)孤島導致的風險漏判。目前不少省份的能源監(jiān)管部門已經(jīng)將局放在線監(jiān)測的運行數(shù)據(jù),納入電力設施安全隱患排查的常態(tài)化監(jiān)管范疇,定期對轄區(qū)內智能變電站的監(jiān)測系統(tǒng)運行情況進行抽查【2】。
從整個行業(yè)的發(fā)展來看,智能變電站局放在線監(jiān)測系統(tǒng)的應用現(xiàn)狀呈現(xiàn)三個明顯的特點。首先是滲透率逐年提升,“十四五”期間國內智能變電站的新建和改造規(guī)模持續(xù)擴大,2023年國內新增投運智能變電站超過1200座,其中接近8成的新建站點配套了局放監(jiān)測系統(tǒng),整體滲透率較2020年提升了近30個百分點【3】。其次是技術迭代速度加快,早期的在線監(jiān)測裝置大多采用單一的特高頻或者超聲波監(jiān)測技術,容易受到現(xiàn)場電磁干擾、機械振動的影響出現(xiàn)誤報,現(xiàn)在主流的智能變電站局放在線監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)采用多模態(tài)融合監(jiān)測技術,結合AI算法進行信號識別,預警準確率較早期產(chǎn)品提升了40%以上。*后是行業(yè)標準逐步完善,過去不同廠商的設備接口、數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一,很難實現(xiàn)跨平臺的數(shù)據(jù)打通,近年隨著行業(yè)標準的不斷落地,數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議、性能參數(shù)要求逐步統(tǒng)一,為后續(xù)大規(guī)模的互聯(lián)互通打下了基礎。要客觀判斷應用現(xiàn)狀的優(yōu)勢和不足,不能盲目跟風部署,也不能忽視技術迭代帶來的實用價值提升。
當然當前應用過程中也存在不少普遍問題,比如部分中小廠商的產(chǎn)品性能不達標,在復雜電磁環(huán)境下的誤報率偏高,反而增加了運維人員的排查工作量;還有部分站點的監(jiān)測系統(tǒng)部署之后沒有配套的運維機制,長期不校準、不維護,導致設備失靈無法起到監(jiān)測作用;此外不同電壓等級的智能變電站局放監(jiān)測的參數(shù)要求還沒有完全細化,部分低電壓等級站點用了過高規(guī)格的設備,造成了不必要的成本浪費。這些問題都是行業(yè)接下來需要逐步解決的方向。
針對B端用戶關心的實際應用問題,在部署和運維智能變電站局放在線監(jiān)測系統(tǒng)的時候,有幾個需要重點關注的事項。首先是選型階段要結合站點的實際情況選擇對應的產(chǎn)品,比如戶外GIS設備要選擇防護等級IP65及以上的監(jiān)測裝置,戶內開關柜可以選擇集成特高頻、超聲波、暫態(tài)地電壓監(jiān)測的組合式模塊,沿海高鹽霧區(qū)域還要選擇具備防腐蝕外殼的設備,避免設備過快老化。其次是驗收階段要按照標準要求做性能測試,不僅要看廠商提供的檢測報告,還要在現(xiàn)場做模擬放電測試,驗證系統(tǒng)的靈敏度和準確率,避免出現(xiàn)設備實際性能和標稱參數(shù)不符的情況。*后是運維階段要建立常態(tài)化的校準機制,每季度對監(jiān)測裝置做一次現(xiàn)場校驗,每年做一次全面的性能檢測,同時要把局放監(jiān)測的預警數(shù)據(jù)和智能變電站的巡檢、消缺流程打通,收到預警之后第一時間安排人員排查,形成隱患處理的閉環(huán)。南方電網(wǎng)某省公司2023年在轄區(qū)內37座220kV智能變電站優(yōu)化局放監(jiān)測的運維流程之后,絕緣隱患的排查效率提升了40%左右,全年沒有發(fā)生因為局部放電未及時發(fā)現(xiàn)導致的停電事故【4】。
從長期發(fā)展來看,隨著智能變電站建設的持續(xù)推進,局放在線監(jiān)測的應用范圍還會進一步擴大,未來隨著AI算法、數(shù)字孿生技術的融入,監(jiān)測的準確率還會進一步提升,成本也會逐步下探,更低電壓等級的智能變電站也會逐步普及這類系統(tǒng)。對于用戶而言,不管是選型還是運維,都要結合自身的實際需求,符合現(xiàn)行的標準規(guī)范,才能真正發(fā)揮智能變電站局放在線監(jiān)測系統(tǒng)的價值,降低電力設施的運行風險。
【1】中電聯(lián)2023年全國智能變電站運行情況調研報告
【2】*能源局電力安全監(jiān)管司2024年電力設施隱患排查工作指引
【3】中國電力科學研究院2023年局放監(jiān)測產(chǎn)品行業(yè)測評報告
【4】電網(wǎng)技術2024年第2期 智能變電站多源感知數(shù)據(jù)融合運維技術研究