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配电与用电国网公司重点推广新技术目录(2017版)

2017-11-28 15:49:46
分类: 技术应用
导读

《国家电网公司重点推广新技术目录(2017版)》是在2014版基础上,由国网科技部会同相关部门、单位系统梳理电网技术发展需求和新技术工作成果,以“先进成熟、普遍适用、影响重大” 为原则总结提炼,今天小编为大家介绍配电与用电重点推广新技术。

《国家电网公司重点推广新技术目录(2017版)》是在2014版基础上,由国网科技部会同相关部门、单位系统梳理电网技术发展需求和新技术工作成果,以“先进成熟、普遍适用、影响重大” 为原则总结提炼,今天小编为大家介绍配电与用电重点推广新技术。

环保气体绝缘金属封闭开关设备

一、 技术原理与特点

环保气体绝缘金属封闭开关设备是指采用环保气体为主绝缘、真空灭弧、所有高压带电部件(进出线装置除外)全部密闭在微正压(≤0.04MPa)金属箱体内、用少量固体绝缘材料作支撑、连续运行性不低于LCS2A、具备零表压条件下正常开断额定短路故障能力的金属封闭开关设备。

环保气体绝缘金属封闭开关设备按其应用功能可分为环网柜(RMU)和开关柜(充气柜、C-GIS)两大类,以干燥空气、纯N2或其它合成环保气体为主绝缘,可以从根本上消除对SF6气体的依赖,且制造成本与原SF6气体绝缘金属封闭开关设备相当。主要有欧式和日式两种结构。欧式结构的气箱采用薄金属板焊接,制造工艺简洁,能保障规模生产时产品质量的稳定性、一致性和运行的可靠性;日式结构采用厚金属板焊接,体积大,防腐处理工艺落后,整机的机械联锁复杂。国内主要采用欧式结构,以干燥空气或纯N2为主绝缘的环保气体。

环保气体绝缘金属封闭开关设备相对于敞开式空气绝缘金属封闭开关设备,设备占地可减少50%以上,安全性可提高70%,耐受恶劣运行环境影响的能力提高90%以上,维护成本降低80%以上;相对于SF6气体绝缘的金属封闭开关设备,环保性可提高10000倍以上,安全性也显著提高,设备LCC全生命周期成本有效降低,在生产和运行过程中不产生、排放任何可吸入颗粒物和有毒气体及温室气体,性价比较高。

二、 适用条件

(1)对环保要求和供电可靠性要求高的地区;

(2)运行环境恶劣的地区(沿海、潮湿、高热、严寒、高海拔、具有腐蚀性化学气体或污秽严重地区等);

(3)偏远、交通与运输不便、不易巡视维护的地区;

(4)额定电流630A及以下、开断电流20kA及以下宜优先选用环保气体金属封闭环网柜;额定电流630A以上,开断电流20kA以上,宜优先选用环保气体金属封闭开关柜。

三、 推广应用计划

2016~2018年,开始逐步加大应用,在新建和改造项目中环保气体绝缘金属封闭开关设备的应用量不低于新增总量的30%,年增幅不低于8%,大中城市负荷核心区和设备运环境严苛地区,可适当提高应用比例。2019~2021年,在新建和改造项目中环保气体绝缘金封闭开关设备的应用量不低于新增总量的90%,大中城市负核心区和设备运行环境严苛地区,可适当提高应用比例。

暂态录波型故障指示器

一、 技术原理与特点

暂态录波型故障指示器是安装在配电线路上,监测线路运行参数,检测和指示各类短路、接地故障,向配电主站上送监测信息和故障检测数据的装置。

暂态录波型故障指示器由采集单元和汇集单元组成,通过采集故障线路三相故障电流波形文件合成零序电流,根据三相合成零序电流暂态特征判断故障区段,准确指示故障线路和故障点并发出故障报警指示(或信息)。具有短路和接地故障识别、故障远传报警、故障报警复位、防止负荷波动误报警、带电装卸等基本功能,以及监测线路状态信息、瞬时性故障和永久性故障判断、故障录波等高级功能。

与传统故障指示器相比,暂态录波型故障指示器能够缩小故障判断区域,缩短故障排除时间,避免传统多次拉闸巡线寻找故障点,可为快速排除故障、恢复正常供电提供有力保障。

二、 适用条件

(1)暂态录波型故障指示器宜用于瞬时故障多发线路,接地电阻1000Ω及以下的情况,需与配电主站配合使用;

(2)适用于额定电压6.6kV~35kV、额定频率50Hz的三相交流配电架空线路;

(3)不适用于常态低、空载线路。

三、 推广应用计划

2016~2018年,在公司范围内部分单位试点应用。

2019~2021年,在公司范围内逐步加大应用。

配电自动化终端安全防护技术

一、 技术原理与特点

配电自动化终端安全防护技术是指通过在配电终端中内嵌一颗安全芯片,实现其与主站和现场运维终端通信链路保护、双重身份认证、数据加密、数据完整性保护等信息安全防护的技术措施。

配电终端利用内嵌的安全芯片,实现配电终端与配电主站之间基于国产非对称密码算法的双向身份鉴别,对来源于配电主站的远程参数设置和远程升级指令采取安全鉴别和数据完整性验证措施。对于接入配电主站Ⅰ区系统的配电终端,在与主站建立链接之前采用国产商用非密码算法在配电终端

和配电安全接入网关之间建立VPN专用通道,实现配电终端与配电安全接入网关的双向身份认证,保证链路通信安全。配电终端上传的业务数据与主站之间的应用层报文采取基于国产对称密码算法的数据加密和数据完整性验证,确保传输数据保密性和完整性。配电终端设备还具有防窃、防火、防破坏等物理安全防护措施。

二、 适用条件

(1)需要通过安全防护措施抵御对配电终端发起的恶意破坏和黑客攻击以及其它非法操作来防止终端故障和失控的情况;

(2)适用于配电线路、台区、站所级配电终端。

三、 推广应用计划

2016~2018年,公司部分地市公司试点应用。

2019~2021年,公司范围内全面应用。

配电自动化技术

一、 技术原理与特点

配电自动化技术是指以一次网架和设备为基础,综合利用计算机、信息及通信等技术,并通过与相关应用系统的信息集成,实现对配电网的监测、控制和分析。

配电自动化系统由主站、子站(可选)、终端和通信网络等部分组成。配电自动化系统的网络安全要严格遵循国家、行业、公司网络及信息安全相关要求,按照“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的原则,采用数字签名、对称加密等技术,强化边界防护,加强内部的物理、网络、主机/终端、应用和数据安全。

配电自动化技术的应用可进一步增强配电网的可观可测,提升配电网故障快速相应处理能力,提升配电网管理精益化水平,提高供电可靠性、供电质量与服务水平。

二、 适用条件

(1) 适用于新建或改造的城乡 配电网;

(2) 适用于对供电可靠性和电能质量要求较高的电网。

三、 推广应用计划

(1)2016~2018年,城农网 10kV 配电线路自动化覆盖率整体达到65%。

(2)2019~2020年,按照线路关键点覆盖的原则, 实现城农网10kV配电线路自动化覆盖率 90%以上。

节能型配电变压器

一、 技术原理与特点

节能型配电变压器主要包括S13型立体卷铁心变压器、永磁真空有载调容调压配电变压器、立体卷铁心非晶合金配电变压器和植物绝缘油配电变压器。

S13型立体卷铁心变压器突破传统铁心结构,将三个心柱呈等边三角形立体排列,具有空载损耗低、结构紧凑、节省材料、运行噪音小等特点。永磁真空有载调容调压配电变压器利用永磁真空有载调压开关实现对电压分接头的自动带载切换的配电变压器,具有切换动作平稳、供电质量高、过励磁小等特点。立体卷铁心非晶合金配电变压器以非晶合金材料为铁心,同样为立体三角形铁心结构并采用了超低空载损耗的非晶合金带材,具有三相磁路完全对称、抗突发短路能力强、噪音低、铁心材料利用率高、铜材消耗量少、节能效果显著等特点。植物绝缘油变压器采用植物天然酯作为主绝缘和冷却介质,具有可再生性好、环保性能优良、燃点与闪点高、绝缘性能好等优点。

配电变压器的重要技术指标包括空载损耗、负载损耗、空载电流、短路阻抗。S13型立体卷铁心变压器与同容量S11型叠铁心变压器相比,空载损耗下降25%以上,空载电流下降70%以上,噪声下降7dB~10dB。

永磁真空有载调容调压配电变压器相对于机械无载调容调压配电变压器和机械有载调容调压配电变压器而言具有许多显著优点,见下表。

变压器对比表(一)

立体卷铁心非晶合金配电变压器相对于平面卷铁心非晶合金配电变压器和硅钢铁心配电变压器而言具有许多显著优点, 见下表。

变压器对比表(二)

植物绝缘油变压器与矿物油浸式变压器相比, 在不改变铁芯、 绕组等材料和结构的情况下具有许多显著优点, 见下表 。

变压器对比表(三)

二、 适用条件

(1)新建和改造的城乡配电网应采用节能型配电变压器;

(2)永磁真空有载调容调压配电变压器主要应用于负荷呈交替规律变化、平均负荷率低(小于25%)、短时性或季节性负荷波动大、电压越限时间长的10kV配电台区;

(3)油浸式非晶合金变压器适用于年均负载率小于35%的配电台区,但不宜在噪声敏感的场所使用;对防火等级要求高、噪声限值低及有高过载需求的地区,可采用非包封干式非晶合金立体卷铁心配电变压器;

(4)植物绝缘油变压器主要适用于对生态环境要求高的水源地、防火防爆性要求高的机场、车站、商场、写字楼、地下室等地区。

三、 推广应用计划

2016~2018年,全面加大应用,在新建和改造项目中,节能配电变压器的年使用量不低于新增总量的70%,年增幅不低于10%。

2019~2021年,在新建和改造项目中,节能配电变压器的年使用量不低于新增总量的95%。

智能配电台区

一、 技术原理与特点

智能配电台区是指从配电变压器台到用户的供电区域,通过应用智能配变终端、用电信息采集终端、智能电能表等设备,以及通信、信息等技术手段,实现供用电的综合监控、管理与双向互动功能,体现“信息化、自动化、互动化”的智能化特征。

智能配电台区系统包括:(1)采用节能、环保技术的配电变压器;(2)采用间隔单元标准化设计的智能型低压配电箱/柜;(3)采用模块化、即插即用、集成化技术的智能配变终端、用电信息采集终端、智能电能表等;(4)采用多维分析与可视化技术或配电台区信息化智能分析技术的智能台区主站系统;(5)采用低压供用电安全保障系统及高精度高可靠剩余电流动作保护器。通过台区-配变-用户用电信息的采集和监控、低压配电网统计分析、经济运行分析、电能质量治理、分布式电源接入、互动化管理、资产管理等应用分析及综合智能化管理功能。

智能配变终端集配变监测仪、无功补偿控制器、电压监测仪等设备功能于一体,可以有效解决配电台区二次设备分散、功能单一、重复装设等问题,可以减少维护工作量、节省运行维护成本,有效提升配电网运行维护水平。通过实现台区-配变-用户用电信息的采集和监控、低压配电网统计分析、分布式电源接入、互动化管理等功能,可以支撑配电台区的综合智能化管理,提高从配电台区到终端用户的营配业务一体化分析与管理水平。

二、 适用条件

智能配电台区适用于柱上、配电室、箱式变电站等新建与改造的配电台区。

三、 推广应用计划

2016~2018年,开始试点推广应用不低于50座,并争取将该模式纳入物资部招标计划。

2019~2021年,根据试点成熟度,开始大面积推广,每年不低于20座。

分布式电源并网设备及系统

一、 技术原理与特点

分布式电源并网设备及系统是指从设备层、控制层、主站层三个方面,集成分布式电源接入配电网的隔离、保护及协调控制等技术,实现分布式电源即插即用和友好并网的集成化成套装置。

分布式电源并网设备及系统主要包括分布式光伏专用低压反孤岛装置、分布式光伏并网专用低压断路器、分布式电源并网双向保护装置、分布式电源/微电网协调控制器及能量管理平台。分布式光伏专用低压反孤岛装置是专门为电力检修或相关电力操作人员设计的一种专用反孤岛设备,由操作开关和扰动负载组成,用于破坏分布式光伏发电系统的非计划孤岛运行;分布式光伏并网专用低压断路器是在塑壳低压断路器基础上,将电压检测装置和控制装置结合在一起的新型断路器,可有效配合分布式光伏低压反孤岛装置及相关自动保护设备,将分布式光伏系统完全隔离,增加运行检修的安全系数;分布式电源并网双向保护装置,是一种可动态设定双方向整定值,实现可靠双方向电流保护的装置,解决了分布式电源并网时由于电流方向不确定,常规保护误动和拒动的问题;分布式电源/微电网协调控制器及能量管理平台通过对分布式电源、储能、负荷的协调控制,有效减少功率波动对配电网的冲击,实现分布式电源/微电网与配电网间的优化运行。设备及系统主要技术指标包括保护动作时间、保护控制精度、定值精度、时间精度、平均无故障运行时间、电磁兼容等指标。

二、 适用条件

适用于含分布式电源并网的低压配电网和380V/220V微电网。

三、 推广应用计划

2016~2018年,在新建示范工程全面应用。

2019~2021年,逐步加大应用,全面推广。

3 5kV 集成型变电站

一、 技术原理与特点

集成型变电站是指通过集成化手段对变电站自动化系统、高低压设备、安装调试方式等进行全面优化整合,以实现变电站智能、经济、高效建设及运行目的的变电站。

35kV集成型变电站充分发挥智能变电站数据采集数字化、传输处理网络化、信息共享化的技术特点,对智能变电站的三层设备和两层网络进行优化集成。在过程层,将智能变电站中的合并单元、智能终端、保护等功能集成在一台综合智能组件装置内实现;采样值、GOOSE、对时网合并组网,实现全站信息网络共享。在间隔层,将变压器、母线、线路和电容器等所有间隔测控保护功能集成在一台主机内实现,主机内汇集全站信息,变电站母差保护、小电流接地选线、无功优化、备自投、故障录波等站域功能,以软件包和板卡形式实现,节省了大量设备成本和安装空间。在站控层,建立一体化信息监控平台,集全站监控、顺序控制、防误闭锁、状态监测、安防管理功能于一体;同时,基于正向隔离技术,建立运行和状态监测信息的云共享平台,为智能运维提供技术支撑。

35kV集成型变电站充分利用一二次融合技术,将开关设备、电子互感器、智能终端设备进行集成融合,实现了变电站设备的工厂内规模生产及集成调试,模块化配送及安装,现场仅需光纤和少量电缆连接,大大缩短了现场施工周期。与采用常规智能站建设模式相比,集成型变电站自动化设备的种类和数量减少40%以上,投资降低50%以上,占地面积节约30%,安装调试和运维工作量减少50%,工程总体投资与同规模常规综自变电站基本持平。

二、 适用条件

适用于土地资源紧张、有智能化需求且对经济性、易维护性要求较高的的无人值班变电站。

三、 推广应用计划

2016~2018年,开始试点推广应用不低于5座,并争取将该模式纳入物资部招标计划。

2019~2021年,根据试点成熟度,开始大面积推广,每年不低于10座。

互感器二次回路状态检测技术

一、 技术原理与特点

互感器二次回路状态检测技术是指可实时地在线监测计量用电压互感器和电流互感器的二次回路状态(包括正常连接、开路、短路、回路串接异常设备等)的技术,该技术可采用独立式设备安装于电能计量回路中,也可在电能表、采

集终端等设备的基础上进行技术升级和改造。该技术可用于进行回路故障监测,安全用电、用电稽查提供有力的技术撑。

对于应用于计量回路中的回路状态检测技术,对回路态的检测识别率应达到100%的要求,装置的安装、供电和集方式不应影响到正常计量工作,可实时的上报回路状态变化,并以事件的形式上报并记录。可以固定时间间隔上

回路电流电压数据。装置具备独立的通讯方式,可选择采无线公网,以太网、RS485、载波等通讯方式,满足各种应场合的需求,安全防护上具备防恒定磁场300mT测试要求具备干扰事件记录和事件上报功能,对数据通讯过程进行密,加密算法满足国密SM1的要求。

二、 适用条件

(1)互感器二次回路状态检测技术适用于所有新增和造的专变、专线用户。

(2)互感器二次回路巡检仪应纳入专变、专线用户业新增的计量装置标准化配置同步建设。

 三、 推广应用计划

2017~2020年开始逐步加大应用, 力争实现专变用户覆盖。

复合材料横担

一、 技术原理与特点

复合材料横担是指由增强纤维、高分子树脂以及助剂按一定比例混合,经拉挤或其他工艺成型且内部填充绝缘泡沫的具有高力学承载能力和绝缘特性的新型横担产品。复合材料横担需要在合适位置打孔并通过金具将其与杆塔、绝缘子或其他设备进行连接和紧固。

复合材料横担所使用的材料密度约为钢材的1/4,横向与纵向强度典型值分别超过150MPa和500MPa,机械承载力水平超过同等规格的角钢横担产品,不锈蚀,可在酸、碱、盐等化学介质环境中长期保持高强度,其表面电阻率高于1014Ω受潮后仍然具有良好的绝缘性能,配合传统绝缘子使用可大幅增加相地、相间爬电距离,进而提升线路的过电压耐受水平,减少因雷击、盐雾、污秽、覆冰等环境因素造成的线路闪落事故。典型设计条件下,10kV复合材料横担与标准绝缘子组合使用时,干、湿工频耐受电压和雷击闪落电压检测值分别超过170kV、110kV和220kV,中度污秽和覆冰条件下的闪落电压也分别超过35kV和60kV,相比单独使用绝缘子有大幅提升。

复合材料横担具有的良好机械承载能力、耐腐蚀和绝缘特性,其综合应用成本与传统角钢横担相当,但能更好的保障居民、农业和工业用电安全,技术经济价值突出。

二、 适用条件

(1) 应用于 35kV 及以下电压等级架空线路。

(2) 在雷害、 污秽、 覆冰、 腐蚀严重地区全线使用以大幅减少配电网闪络事故。

三、 推广应用计划

2016~2018年,在公司范围内部分单位试点应用。

2019~2021年,在公司范围内逐步加大应用。

面向对象的用电信息数据交换协议

一、 技术原理与特点

为提升用电信息采集系统对业务的适应性、提高用电信息采集系统的采集效率、保证数据的可溯源性,有必要吸收IEC62056协议框架优点,总结行业标准DL/T645-2007《多功能电能表通信协议》、企业标准Q/GDW1376.1-2013《电力用户用电信息采集系统通信协议第1部分:主站与采集终端

通信协议》的应用经验,结合多表集抄等新需求,创新设计适合国内用电信息采集系统的数据交换协议,为新一代用电信息采集系统建设提供技术支撑。

面向对象的用电信息数据交换协议是指基于面向对象建模方法建立的适用于用电信息采集系统的具有互操作性特征的数据通信协议,适用于用电信息采集系统主站、采集终端、电能表及其他表计之间采用点对点、多点共线或一点对多点通信方式的数据交换,该协议采用面向对象思想将基本物理量抽象为接口类,通过接口类对象进行建模,以对象为互操作的基本要素,所有的采集行为都归结为访问、设置或操作对象的属性和方法,本协议具有业务适应性强、采集效率高、数据可溯源、兼容性好等技术特点。

二、 适用条件

所有新装、 改造的智能电能表和用电信息采集终端。

三、 推广应用计划

2017年逐步扩大应用范围, 2018年实现所有新装、改造的智能电能表和用电信息采集终端的全部推广应用。

智能电能表软件检测技术

一、 技术原理与特点

软件程序是智能电能表安全可靠运行的中枢神经系统,为优质支撑智能电网发展需要,智能电能表除了基本的计量、显示、通讯功能外,还要满足需量计量、复费率、费率电价、阶梯电价、预付费、拉合闸控制等功能。这些复杂功能必然导致电能表软件设计流程日趋复杂、软件代码日趋庞大。即使在经过测试验证但验证方案也存在考虑不全面的情况下,也会导致进入市场的电能表本身就带着一些潜在的设计缺陷和风险。

智能电能表软件检测技术基于灰盒动态测试理论,使用自主开发软件检测平台对电能表MCU外围的计量、时钟、EEPROM、FLASH、ESAM和系统电源等模块进行半实物模拟。使用测试用例激励电能表可能出现的风险和隐患,检测和评估电能表软件的成熟度和健壮性。该技术可以在招标前检测和

到货后检测工作中使用,也可对现有挂装表计进行特定任务分析,也可用于电能表生产企业在供给侧进行技术提升。

二、 适用条件

所有符合国网标准的单三相智能电能表软件程序

三、 推广应用计划

2017年,国网计量中心全面开展智能电能表入网环节的软件检测,各省公司建立检测能力。

2018~2020年,国网计量中心和省公司将智能电能表软件检测纳入常态化送检和产品验收检测环节。

计量在线监测与智能诊断技术

一、 技术原理与特点

计量在线监测与智能诊断技术是指通过用电信息采集系统实现对电能表数据的采集与处理,并在采集系统主站通过数据比对、统计分析和数据挖掘等技术手段,对计量设备的运行工况进行诊断和分析,确定计量设备是否处于正常运行状态,同时应用现场智能诊断装置针对现场运行设备进行诊断和维护。

计量在线监测模型的数据来源包括电能表和采集终端中的电能计量数据、运行工况数据和事件记录等各类数据。实现单一设备分析、期间分析和群分析等智能诊断,包括电量异常诊断、电压电流异常诊断、异常用电诊断等共计7类29个单一异常分析智能诊断和疑似窃电、设备故障、错接线、配变需扩容等8类108个异常关联分析。现场智能诊断装置可对采集终端在现场应用条件下实现模拟量采集基本误差、I/O接口、本地及远程通信模块、终端基本功能及通信协议一致性的自动测试及诊断分析,可实现电力线载波噪声信号、微功率无线噪声信号的采集、记录和还原,同时实现无线公网通信信号强度的测试、显示和记录。该技术进一步提高了现场设备工作效率和系统维护的自动化程度,支撑时钟同步、防窃电等工作,取得了大量的社会经济效益。与人工调试相比,采用现场智能诊断装置不需要操作人员具备专业的软硬件调试技能,只需按步骤进行操作即可处理大部分问题,可提高用电信息采集系统的可用性和稳定性。

 二、 适用条件

适用于各省公司的采集系统主站、 接入系统的智能电能表和采集终端。

三、 推广应用计划

2017年完成采集系统主站的功能改造优化,对所有接入系统的智能电能表和采集终端实现在线监测和智能诊断。


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来源:万选通资讯
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