②我國電網(wǎng)智能化改造的目標(biāo)

電網(wǎng)智能化改造是一個系統(tǒng)工程，就輸電、變電和配電環(huán)節(jié)而言，其智能化建設(shè)目標(biāo)如下圖所示：

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

在輸電環(huán)節(jié)，需實現(xiàn)全網(wǎng)雷電活動聯(lián)網(wǎng)探測和高精度定位、全部特高壓線路和大跨越桿塔狀態(tài)在線監(jiān)測、主要災(zāi)害多發(fā)區(qū)和微氣象區(qū)監(jiān)測等功能。在變電環(huán)節(jié)， 變壓器、電抗器、斷路器、 GIS、電力電纜、高壓套管等設(shè)備故障率相對較高、故障影響較大，需對其進(jìn)行及時可靠的工況檢測、監(jiān)測，并對工況信息進(jìn)行及時傳輸匯總。在配電環(huán)節(jié)，通過采用先進(jìn)的自動化、通信和信息技術(shù)，分階段、分層次地規(guī)劃和實施，逐步提高配電網(wǎng)絡(luò)(主要包括配電主站、配電終端、配電子站和通信通道等部分)的自動化水平，實現(xiàn)配網(wǎng)調(diào)控一體化和智能化。

(二)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1、輸變電監(jiān)測行業(yè)概況

電力設(shè)備是電力網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，設(shè)備的狀態(tài)直接關(guān)系到電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，因此對電力設(shè)備進(jìn)行檢測、監(jiān)測及預(yù)判性維護(hù)是保障設(shè)備安全、電網(wǎng)穩(wěn)定運行的重要手段。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，設(shè)備數(shù)量的不斷增多，傳統(tǒng)的管理與檢修技術(shù)已經(jīng)不能滿足需求，如何有效把握設(shè)備狀態(tài)、 增加檢修效率、 降低檢修成本、提高設(shè)備使用壽命是目前所面臨的問題。

(1)電力設(shè)備的檢修模式

電力設(shè)備的檢修模式的發(fā)展大致可以分為三個階段：事故檢修—定期檢修—狀態(tài)檢修。事故檢修是 20 世紀(jì) 50 年代以前主要采取的方式，即在設(shè)備發(fā)生故障或事故以后進(jìn)行檢修;定期檢修是一種基于時間的檢修，其理論依據(jù)是：設(shè)備能通過定期檢修，周期性地恢復(fù)到接近新設(shè)備的狀態(tài)。狀態(tài)檢修是通過對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測后根據(jù)其健康狀態(tài)安排檢修的一種策略。該種檢修方式起源于 20世紀(jì) 60年代美國航空工業(yè)飛行器的設(shè)備檢修工作中，1978 年開始廣泛應(yīng)用于美國海軍艦艇的設(shè)備檢修， 20 世紀(jì) 80 年代又在核工業(yè)中推廣應(yīng)用，并很快發(fā)展到電力工業(yè)的電力設(shè)備檢修中。因此狀態(tài)檢修是按設(shè)備的實際運行情況來決定檢修時間與部位，針對性較強(qiáng)，且經(jīng)濟(jì)合理。

(2)電力設(shè)備狀態(tài)檢修與輸變電設(shè)備監(jiān)測關(guān)系

電力設(shè)備狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)是確定設(shè)備的狀態(tài)，監(jiān)測設(shè)備則為此提供基礎(chǔ)。輸變電監(jiān)測設(shè)備主要通過對輸、變電環(huán)節(jié)的電氣、機(jī)械等設(shè)備的運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，通過各類傳感器獲取其運行狀況、運行質(zhì)量的相關(guān)信息，動態(tài)跟蹤各種劣化過程的發(fā)展?fàn)顩r，以便電力運維管理部門在電力設(shè)備可能出現(xiàn)故障或性能下降到影響正常工作前，及時進(jìn)行維修、更換，從而保障電力設(shè)備運行的安全性、穩(wěn)定性和可靠性。

(3)電力設(shè)備監(jiān)測的方式

電力設(shè)備監(jiān)測的手段主要包括帶電檢測、在線監(jiān)測和離線檢測等三種。其中，帶電檢測是指對運行狀態(tài)下的電力設(shè)備狀態(tài)量進(jìn)行現(xiàn)場檢測，例如巡檢人員使用便攜式紅外測溫儀進(jìn)行溫度檢測、巡檢機(jī)器人對電力設(shè)備的紅外檢測等;在線監(jiān)測一般采用相關(guān)設(shè)備或儀器，安裝在被監(jiān)測的設(shè)備上，用來對被監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行不間斷實時在線監(jiān)測，如對變壓器油中溶解氣體的監(jiān)測;離線檢測一般通過定期對停止運行的設(shè)備進(jìn)行規(guī)定項目的檢查，發(fā)現(xiàn)設(shè)備的問題和隱患。帶電檢測、 在線監(jiān)測一般與狀態(tài)檢修模式相匹配;離線監(jiān)測則與被動檢修、定期檢修的模式相匹配。

(4)輸變電監(jiān)測行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，設(shè)備數(shù)量急劇增加。技術(shù)水平的提高、運行標(biāo)準(zhǔn)要求的日趨嚴(yán)格以及電網(wǎng)智能化發(fā)展的快速推進(jìn)， 使得傳統(tǒng)的電力設(shè)備計劃檢修制度已不能適應(yīng)電力網(wǎng)絡(luò)和企業(yè)發(fā)展方式的需要;并且，輸變電設(shè)備是電網(wǎng)公司的重要固定資產(chǎn)，如何與時俱進(jìn)的提升資產(chǎn)管理效率，對電網(wǎng)公司意義重大。因此，狀態(tài)檢修模式獲得電網(wǎng)公司的全面推廣，從而輸變電監(jiān)測行業(yè)獲得了廣闊的發(fā)展空間。

①電網(wǎng)的發(fā)展要求推廣狀態(tài)檢修

在電力工業(yè)發(fā)展過程中，電力設(shè)備的檢修管理模式也歷經(jīng)變遷。在其發(fā)展初期，檢修管理以故障檢修模式為主;到 20 世紀(jì)中、后期，則以定期計劃檢修為主;進(jìn)入 21 世紀(jì)后，電網(wǎng)規(guī)模迅速擴(kuò)大，由于定期計劃檢修模式針對性不強(qiáng)，既造成部分檢修資源的浪費，又因檢修人員不足而導(dǎo)致部分設(shè)備的“失修”。狀態(tài)檢修的意義重大：首先，過去由于缺乏科學(xué)的評價標(biāo)準(zhǔn)和方法，加上積累的資料有限，對設(shè)備健康水平的掌握既不全面、也不準(zhǔn)確、更不系統(tǒng)，推行狀態(tài)檢修后，可以對設(shè)備狀態(tài)的評級可以做到更加準(zhǔn)確、全面和系統(tǒng); 其次，由于狀態(tài)評價后對設(shè)備健康水平有了準(zhǔn)確、全面而系統(tǒng)的掌握，大大增強(qiáng)了設(shè)備檢修的針對性;再次，可以大幅降低原先檢修模式的工作量，檢修質(zhì)量和設(shè)備健康水平也能得以提高，為電網(wǎng)公司資產(chǎn)全壽命周期管理工作奠定了基礎(chǔ)。美國電力研究院(electric power research institute， EPRI)和施工規(guī)范協(xié)會(construction specifications institute， CSI)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，在電力系統(tǒng)實施狀態(tài)檢修可以提高設(shè)備利用率 2%~10%，節(jié)約檢修費用 25%~30%，延長設(shè)備使用壽命 10%~15%。鑒于此，我國從“十一五”時期開始，逐步加大對電力設(shè)備監(jiān)測技術(shù)，如在線監(jiān)測、帶電檢測等技術(shù)的研發(fā)和試點力度，為全面推廣實施狀態(tài)檢修提供了必要的條件。

②智能電網(wǎng)建設(shè)，需要監(jiān)測設(shè)備的配套

智能電網(wǎng)將通信技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、傳感測量技術(shù)、控制技術(shù)等諸多先進(jìn)技術(shù)和原有的電網(wǎng)設(shè)施進(jìn)行高度融合與集成，形成新型電網(wǎng)，代表了未來電網(wǎng)的發(fā)展趨勢。就輸電環(huán)節(jié)而言，國家電網(wǎng)公司在《國家電網(wǎng)智能化規(guī)劃總報告》中提出：全面實施輸電線路狀態(tài)檢修和全壽命周期管理，建設(shè)輸變電設(shè)備狀態(tài)集中監(jiān)測中心，實現(xiàn)對特高壓線路、重要輸電走廊、大跨越、災(zāi)害多發(fā)區(qū)的環(huán)境參數(shù)和運行狀態(tài)參數(shù)的集中實時監(jiān)測和災(zāi)害預(yù)警。就變電環(huán)節(jié)而言，國家電網(wǎng)公司在《國家電網(wǎng)智能化規(guī)劃總報告》中將變電站狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)作為智能變電站的重要內(nèi)容。智能變電站通過狀態(tài)監(jiān)測單元實現(xiàn)變壓器油色譜、組合電器局部放電、避雷器全電流等主要設(shè)備及其重要參數(shù)的在線監(jiān)測，為電網(wǎng)設(shè)備管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。2016 年 7 月，智能電網(wǎng)建設(shè)再次被列入《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》重大項目。該規(guī)劃提出：聚焦部署大規(guī)模可再生能源并網(wǎng)調(diào)控、大電網(wǎng)柔性互聯(lián)、多元用戶供需互動用電、智能電網(wǎng)基礎(chǔ)支撐技術(shù)等重點任務(wù)，實現(xiàn)智能電網(wǎng)技術(shù)裝備與系統(tǒng)全面國產(chǎn)化，提升電力裝備全球市場占有率。2016 年 12 月，發(fā)改委、能源局聯(lián)合發(fā)布《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃(2016-2020年)》。該規(guī)劃提出：推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”智能電網(wǎng)建設(shè)，全面提升電力系統(tǒng)的智能化水平;全面建設(shè)智能變電站，推廣應(yīng)用在線監(jiān)測、狀態(tài)診斷、智能巡檢系統(tǒng)，建立電網(wǎng)對山火、冰災(zāi)、臺風(fēng)等各類自然災(zāi)害的安全預(yù)警體系。2017 年 2 月，能源局發(fā)布《2017 年能源工作指導(dǎo)意見》。意見提出：要制定實施《關(guān)于推進(jìn)高效智能電力系統(tǒng)建設(shè)的實施意見》，配套制定各省(區(qū)、市)具體工作方案;研究制定《智能電網(wǎng) 2030 戰(zhàn)略》，推動建立智能電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略體系。隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的不斷深入，作為智能化基礎(chǔ)的輸變電監(jiān)測行業(yè)將迎來新一輪的發(fā)展契機(jī)。

2、配電及自動化控制行業(yè)發(fā)展概況

電網(wǎng)建設(shè)第一要務(wù)便是解決供電可靠性問題。配電自動化是提高供電可靠性的必要手段，也是建設(shè)智能配電網(wǎng)的必由之路。配電及自動化控制設(shè)備大體包括配電管理設(shè)備及饋線自動化設(shè)備，是運用計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、電子技術(shù)、通信技術(shù)及新的高性能的配電設(shè)備等技術(shù)手段，對配電網(wǎng)進(jìn)行離線與在線的智能化監(jiān)控管理，使配電網(wǎng)始終處于安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、高效的最優(yōu)運行狀態(tài)。