国网重点推荐新技术.docx

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国网重点推荐新技术

1.1电网冰害整体解决方案

一、技术原理与特点

从2008年起，公司组织开展了一系列防治电网冰害的研究和工程实践，在“抗、防、融、除”四个方面的关键技术、方法研究和相关设备研制上取得了显著的技术成果，主要包括冰区划分、冰情监测和预警、覆冰区电网规划设计、融冰和除冰、冰灾后输变电设备状态评估和恢复等。

冰区划分是根据气象数据和现场观测，采用统计方法确定出不同地区、不同重现期的标准冰厚，绘制出具有经纬度、海拔高度、行政区域等信息的冰区图形。

科学准确的冰区划分是电网建设尤其是线路杆塔强度设计和档距选择的重要依据。

现已完成了国网公司所辖各网省公司15、30、50、100年重现期的冰区划分图。

冰情监测和预警是利用电网中包括覆冰监测系统在内的各种监测系统所获得的数据和气象监测数据，对输电线路、杆塔、绝缘子等电力设备可能发生的覆冰及其严重程度进行预测和预警，为冰害的预防和早期治理提供依据。

主要功能包括：

图像监测；导线覆冰厚度的自动识别；气象要素监测；冰情中、长期预测；冰情短期预测等。

由湖南公司研发的“视频覆冰监测系统”已在省内推广应用200余套，在电网覆冰中、长期预测和短期预测以及冰情预警中发挥了重要作用。

覆冰区电网规划设计是根据冰区划分图对不同区域电网建设抗冰害提出设计标准，增强输变电设备抵御冰害的能力。

目前已制定14项国家、行业和公司标准。

融冰和除冰是在灾害气象条件发生较严重覆冰情况下的一种补救治理措施。

融冰是指对覆冰的线路通以大电流，利用线路电阻发热以使覆冰融化。

这种热力融冰包括交流和直流融冰，直流融冰还包括固定式和移动式。

交流融冰技术在湖南220kV线路上成功进行了现场试验。

2011年1月，湖南电网成功实施直流融冰线路6条次，已经成功通过实际应用。

变电站热力除冰是用大功率热风机对覆冰的变电设备除冰。

目前，湖南电网已有带电热风融冰车11套，并成功通过融冰试验，效果明显。

机械除冰主要是采用输电线路移动机器人平台，携带除冰工具，通过遥控的方式，在输电线路、架空地线及光纤复合架空地线（OPGW）上行驶，进行线路的带电除冰工作，目前已经在江西省公司和山西省公司的多条线路上成功应用。

机械震动除冰利用空爆弹产生可控的冲击波对架空地线（含OPGW）进行除冰，具有地面作业、除冰效率高、操作简单、携带方便等特点。

机械震动除冰在河南500kV姚白线进行了地线震动除冰，取得了满意结果。

融冰和除冰技术已具备推广应用条件。

冰灾后输电设备状态评估和恢复技术对输电线路导线、地线、绝缘子、杆塔的安全性评估，为防治冰害提供实践依据，恢复技术和措施是对因冰害受损的输电设备进行快速加固和修复。

二、适用地点与条件电网冰害防治技术适用于公司系统所有电网覆冰区，可因地制宜选择应用。

新型交流融冰技术可在输电线路覆冰较严重的变电站实施，特别是输电线路需进行抗冰改造的变电站，以降低造价。

新型交流融冰技术主要适用于40km及以下的线路融冰需求。

直流融冰技术可用于易覆冰区各电压等级输电线路、地线的融冰，特别是交流融冰无法实施的500kV输电线路、220kV长线路、大截面导线以及架空地线的融冰。

热力融冰适用于变电站变电设备、绝缘子等电力设施的带电融冰工作。

机械除冰技术适用于地线、单导线、分裂导线的除冰；一个耐张段内多级直线塔间除冰；带电运行线路的地线除冰；跨江河湖泊及山谷的小气候环境下易结冰线路的除冰。

三、推广应用计划

2011～2012年：

推广冰区划分、覆冰区电网规划及抗冰设计，全面应用《重覆冰架空输电线路设计技术规程》等14项国家及行业和公司标准。

在湖南、江西、四川、湖北等省重覆冰区加快推广冰情预警监测技术、输电线路交、直流融冰技术、变电站热力除冰技术、机器人除冰和机械震动除冰技术的推广应用。

融冰应用率覆盖重覆冰区的70%以上。

2013～2015年：

防治冰害技术在重覆冰区覆盖率100%。

在条件适宜的重冰区，全面推广机器人除冰和机械震动除冰技术。

2.2智能变电站技术

一、技术原理与特点智能变电站通过采用先进的通信、信息技术，实现电网运行数据的统一断面无损采集，提供变电站实时全景模型并实现共享；通过先进的自动控制、人工智能技术，全面提升实时控制、动态调整技术水平，实现各类电源及用户的无扰接入、故障隔离，系统和设备具备自描述、自适应、自诊自愈能力。

一次设备智能化主要是通过利用电子式互感器及各种状态监测传感技术对传统一次设备进行智能化改造，在变压器及开关等关键设备增加智能组件，实现状态监测与保护、控制、测量等功能整合。

DL/T860的应用为我国变电站自动化系统提供了统一的信息模型和接口标准，智能变电站在该标准的基础上，实现变电站全景信息的采集与共享。

通过监控一体化，整合传统的SCADA、保信、五防、在线监测等功能居于一体，显著提高系统集成化程度；通过顺序控制智能变电站具备在各执行端接收和执行集控中心、本地监控系统发出的控制指令，经安全校核并自动顺序一次性自动完成多个控制步骤的操作，同时具有中断、急停的功能；智能告警基于全站设备对象信息统一建模，通过告警信息的筛选过滤，并通过告警信息之间的逻辑关联，运用推理技术确定最终告警，实现变电站正常及事故情况下告警信息分类，并建立信息上送的优先级标准，在异常及事故情况下实现信息分级上送。

故障信息综合分析功能主要由主程序、推理机、拓扑及平台接口软件、数据库快速定义软件等构成。

通过对故障录波、保护装置、SOE等相关事件信息进行挖掘、整合、综合分析，得出故障分析结果为电网运行提供辅助决策；智能变电站通过对辅助系统的智能化改造，配置智能辅助控制系统，实现图像监控、火灾报警、消防、照明、采暖通风、环境监测等系统的智能联动控制，将非电力专业纳入自动化范畴，从而提升变电站智能化程度，保证变电站的安全可靠运行。

通过应用智能变电站技术主要实现运行监控、操作与控制、综合信息分析与智能告警、辅助应用五类应用功能。

相对于常规变电站来说，智能变电站的技术特征表现在一次设备智能化、二次系统一体化、辅助系统集成化、高级功能实用化等方面。

一次设备智能化是通过应用智能组件，实现测量数字化、控制网络化和状态可视化等功能；二次系统一体化是将计算机监控系统、设备状态监测、保护、计量辅助系统等一体化建设，实现信息集成；辅助系统集成化是将智能变电站视频监控、安防系统、照明系统、站用电源系统的控制功能进行集成，实现辅助系统优化控制；高级功能实用化就是在智能变电站中实现智能告警、故障信息综合分析决策、支撑经济运行与优化控制、站域控制等高级应用功能。

通过一次设备智能化，智能变电站试点工程将合并单元、智能终端、状态监测、保护等二次设备下放至高压设备本体附近，实现了智能组件的功能集成，可在进一步提高设备集成度的情况下推广使用该种模式。

智能组件在线监测功能应选取目前较成熟且技术经济性较好的在线监测功能；信息一体化基本具备推广条件，在推广使用的同时，可继续提升变电站信息一体化水平；在保证基础数据的完整性及一致性基础上，顺序控制、设备状态可视化、智能告警分析、故障分析决策、源端维护等高级功能已经得到初步应用，但还需要在推广过程中提高其“智能”程度，切实有效地减轻运行维护的工作量，为高质高效的运行维护提供有力支撑；一体化电源、绿色照明以及变压器风冷变频控制等技术，技术成熟，经济性较好，可推广应用。

二、适用地点与条件

智能变电站整体解决方案适用于110kV～750kV的新建智能变电站或在运变电站的智能化改造工程。

在智能变电站建设中应以安全可靠为前提，着力于应用相对成熟且效益明显的技术及设备，不应盲目追求应用大量的新技术和新设备。

应优化集成设计方案，减少建筑物面积、优化屏柜布置等。

智能变电站建设应严格遵循并跟进相关标准、规范和规定。

三、推广应用计划2011年开始，在新建或改造的110kV～750kV变电站全面推广应用智能变电站技术。

“十二五”期间，新建110（66）kV及以上电压等级智能变电站5100座、变电站智能化改造约1000座。

到2015年，公司经营区域110（66）kV及以上电压等级智能变电站占变电站总座数的38%左右。

四、责任部门发展策划部、生产技术部、基建部、智能电网部、物资部、国家电力调度通信中心

3高压、超高压设备运行、维护和管理

3.1电力机器人技术

一、技术原理与特点电力机器人技术是以机器人技术为核心，整合电力设备非接触检测技术、多传感器融合技术、自动控制技术、高压绝缘防护技术等，实现辅助或代替人工完成危险或恶劣环境下的特定电力作业任务。

电力机器人技术包含变电站机器人智能巡检技术和机器人带电作业技术。

变电站设备巡检普遍采用人工巡视、手工记录的方式。

人工巡检存在着劳动强度大、工作效率低、检测质量分散、管理成本高等弊端。

变电站机器人智能巡检技术是利用移动机器人，携带红外和可见光成像设备，在全天候条件下，以全自主或遥控方式，进行变电站设备巡检，对巡检提供专家分析系统，有效降低工作劳动强度，降低变电站运维成本，提高正常巡检作业和管理的智能化和自动化水平。

配网带电作业历来由人工进行，因为线路设计安全距离小，其作业安全防护、遮蔽要求极其严格，稍不慎可能造成安全事故。

利用机器人代替等电位人员进行带电作业是解决该问题的有效途径之一。

机器人带电作业技术利用主从遥操作机械臂，辅助作业人员进行带电作业任务，使作业人员与高压电隔离，可有效降低操作人员的劳动强度，降低安全风险。

变电站智能机器人巡检系统具备以下功能：

变电站设备常规自动巡检、恶劣环境下的特殊巡检（如：

高原、寒冷等地理条件或大风、雾天、冰雪、冰雹、雷雨等恶劣天气条件下）、就地和远程视频巡检和远程视频指导、站内监控系统联动、变电站巡检集控管理、设备缺陷管理、免操作自主运行等。

机器人配网带电作业系统具备以下功能：

主从遥操作、抓取更换作业工具、绝缘线路的绝缘皮剥除、螺母螺栓的安装拆除、绝缘防护的安装拆除（包括裸露带电线路绝缘包裹和可能碰到的地电位设施的绝缘包裹）。

机器人配网带电作业系统可完成的带电作业项目有：

带电断接引，绝缘子、跌落保险的带电更换，线路异物清除等。

变电站智能机器人巡检系统主要技术指标：

（1）防护等级IP43；

（2）连续检测时间不少于4h；

（3）可见光摄像机图像达到D1格式；

（4）红外热像仪精度小于等于±2%等。

机器人配网带电作业系统主要技术指标：

（1）作业电压等级10kV及以下；

（2）绝缘防护标准45kV；

（3）作业高度19m；

（4）整体运输高度小于4.2m等。

变电站机器人智能巡检技术已在国内多个省份得到应用，其中变电站机器人智能巡检技术已在山东、北京、天津、广东、广西、浙江、陕西、山西等十余座变电站投入运行，覆盖220kV～750kV各电压等级变电站及直流换流站，其中第四代产品已经在山东青岛午山智能变电站和浙江金华兰溪智能变电站投入运行。

公司在带电作业机器人技术研究方面已经开展多年，于2002年研发出第一台试验室样机，2005年完成产品化样机的研究。

带电作业机器人已在山东电力济宁供电公司和山西电力长治供电分公司通过试用。

在变电站巡检和配网带电工作中引入机器人技术，对于加快坚强智能电网建设、保障电网安全稳定运行具有积极的推进作用。

电力机器人技术通过用户实用，已经具备推广条件。

二、适用地点与条件

变电站智能巡检机器人系统适用于220kV及以上变电站，尤其是无人或少人值守变电站，在实际应用中应优先考虑500kV及以上变电站。

带电作业机器人适用于10kV及以下配网输电线路的带电作业任务，尤其适合靠道路侧的垂直排列的线路。

电力机器人主要用于解决一些特定问题，对于特殊复杂的环境条件，功能上尚存在局限性，有待进一步改进、完善。

此外，电力机器人当前量产能力有限，价格较为昂贵，在推广应用初期应给予综合考虑。

三、推广应用计划

（1）变电站机器人智能巡检技术

2011～2012年，变电站智能巡检机器人系统在华北等地区进行小规模应用，在公司智能站改造或500kV技改工程中优