新一代智能变电站示范工程设计与运行

StateGridCorporationOfChina.Allrightsreserved.@20121新一代智能变电站示范工程设计与运行一、近年开展工作二、示范工程设计原则三、示范工程设计方案四、示范工程运行情况2StateGridCorporationOfChina.Allrightsreserved.@201250座扩大示范工程建设2012年启动第一12月批试点工程建设2012年2月启动概念设计6座扩大示范工程全部投运2012年5月2014年1月2015年1月1.1已开展工作新一代智能变电站研究与设计工作是公司管理创新和技术创新的具体实践，是电网发展方式转变的又一典型，具有里程碑意义技术研究设备研制3StateGridCorporationOfChina.Allrightsreserved.@20122012年9月一、近期开展工作二、示范工程设计原则三、示范工程设计方案四、示范工程运行情况4StateGridCorporationOfChina.Allrightsreserved.@20122.1示范工程建设目标新一代智能变电站发展目标系统高度集成结构布局合理经济节能环保装备先进适用支撑调控一体验证路线科学性验证方案可行性验证设备可用性验证运行安全性新一代示范变电站建设目标验证成果创新性5StateGridCorporationOfChina.Allrightsreserved.@20126StateGridCorp集ora成tio式n智Of能Ch变ina压.A器llrightsre集se成rve式d.@智2能01隔2离断路器集成化智能设备其他电气设备服务器服务器IEEE1588对时信号A网B网集成式无功设备智能单元合并单元检测组件检测组件智能单元合并单元低压气体绝缘开关柜集成式二次装置系统结构完成了19类107种型号设备的研制和检测调试，构建了“集成化智能设备＋一体化业务系统”一体化业务系统就地保护站域保护广域保护层次化保护控制北斗GPS综合应用数据层次化保护控制2.2示范工程设计原则32%0.0753%故障概率故障频率优化接线常规接线27%0.0116%常规接线故障概率故障频率优化接线注：数据引自《新一代智能变电站技术方案研究报告》电气主接线除满足变电站自身可靠性、经济性和灵活性需要外，基于设备可靠性提高、检修周期延长等因素对主接线进行适当简化。7StateGridCorporationOfChina.Allrightsreserved.@20122.2示范工程设计原则220kV主接线可靠性指标0.112%0.21513%0.186110kV主接线可靠性指标0.0158%0.14713%0.128一次设备选型将智能组件与变压器本体有机结合，集成式智能变压器提高变压器智能化水平。集成接地刀闸，与电子互感器一体化制造，集成式智能断路器实现操作与测量设备高度整合。采用环保气体绝缘介质，智能金属封闭开关柜实现设备环境友好，节约占地，降低运行成本。集成式无功设备集串联电抗器与并联电容器于一体，降低故障概率，实现紧凑型布置，减少运行维护。2.2示范工程设计原则（续）8StateGridCorporationOfChina.Allrightsreserved.@2012二次设备选型构建层次化保护控制系统，实现“就地—站域—广域”三级协调配合。一体化业务平台系统实现数据平台标准化，功能软件模块化，全面支撑调控合一；应用多功能测控装置，优化二次回路，实现功能整合。建立站内一体化以太网络，实现信息共网传输，简化网络结构。数据服务器合并单元智能终端智能化一次设备过程层北斗主机GPS主机保护装置多功能测控装置安稳装置故障录波设备一次设备在线监测IED调控主站操作员工作站PMU数据优化录波图形调阅告警直传熟数据订阅控制计划检修终端检修公司空调、通风、排水控制等辅助系统数据综合网关机在线监测主站故障分析简报SDHSDHSDHSDHSDHSDH枢纽变1U1U1U1U变电站2#变电站4#变电站5#变电站3#一体化业务平台系统9StateGridCorporationOfChina.Allrightsreserved.@2012层次化保护控制系统2.2示范工程设计原则（续）监控主机网关机数据服务器变电站1#对时系统站制智合合智开关设备电子式互感器常规互感器开关设备总平面布置结合主接线优化、新型集成设备和封闭母线（GIL）的应用，整体优化布置方案，提高土地利用率，减少占地面积。应用模块化设计，制定规范的集成方式与接口规则，功能分区明确，实现功能模块、设备模块、土建模块的“即插即用”。160m78m45m65m电缆出线方案10StateGridCorporationOfChina.Allrightsreserved.@2012新一代220kVGIS智能变电站总平面新一代220kVAIS智能变电站总平面2.2示范工程设计原则（续）土建结构突出工业设施定位，整合功能房间，减少建筑面积及电缆沟截面，突出资源节约、环境友好建筑理念。采用集装箱建筑或预制式建筑，实现建筑物模块设计、工厂制造、整体运输、快速安装的工业化制造流程。220kVAIS方案2.2示范工程设计原则（续）目前智能变电站总建筑面积820新一代智能变电站总建筑面积（集装箱个数）324（9）面积减小比例60%注：数据引自《新一代智能变电站技术方案研究报告》11StateGridCorporationOfChina.Allrightsreserved.@2012一、近期开展工作二、示范工程设计原则三、示范工程设计方案四、示范工程运行情况12StateGridCorporationOfChina.Allrightsreserved.@2012统筹考虑方便考察与推广展示、技术经济效益和建设周期的要求，在规划项目库中对比遴选出2座220kV变电站和4座110kV变电站作为新一代智能变电站示范工程。13StateGridCorporationOfChina.Allrightsreserved.@20123.1试点工程概况序号试点单位工程名称形式目前进展情况地理位置设计单位1北京公司未来城220kV变电站户内GIS完成初设昌平未来科技城南区北京经研院2重庆公司大石220kV变电站户外AIS可研已评审重庆合川区大石镇重庆设计院3北京公司海鶄落110kV变电站户内GIS完成初步昌平未来科技城南区北京经研院4天津公司高新园110kV变电站户内GIS可研未评审天津滨海新区徐州中心天津经研院5上海公司叶塘110kV变电站户内GIS可研已评审上海奉贤区上海设计院6湖北公司东扩12#110kV变电站户外AIS可研已评审武汉东湖高新开发区湖北经研院湖北设计院3.2试点工程技术方案—220kVAIS站220kVAIS站---大石220kVGIS站---科技城110kVAIS站---东扩110kVGIS站-海鶄落-高新园-叶塘14StateGridCorporationOfChina.Allrightsreserved.@2012（1）重庆大石220kV智能变电站115StateGridCorporationOfChina.Allrightsreserved.@2012概况及技术方案大石220kV变电站是合川北部地区枢纽站，主变近/远2/3×180MVA，220kV双母线，近/远出线4/6回；110kV原双母线调整为单母线三分段，近/远出线8/12回。采用户外AIS敞开式布置。原方案示范工程方案电气主接线220kV双母线110kV双母线220kV采用集成式断路器，取消站内出线侧隔离开关。110kV由双母线优化为单母线三分段；采用集成式智能断路器，取消站内出线、母线侧隔离开关。电气设备选择常规AIS设备10kV采用充气式开关柜；无功采用集成式无功设备常规二次设备就地保护及多功能测控下放至预制舱占地面积21360m2优化后占地面积14080m2，核减7280m2，核减34%建筑面积841m2优化后建筑面积321m2，核减建520m2，核减62%二次屏位108面优化后88面，核减20面，核减19%（1）重庆大石220kV智能变电站隔离断路器封闭母线集成式断路器110kV采用隔离断路器、封闭式管母线减小纵向尺寸19m10kV配电室常规母线常规断路器采用集装1箱33式建筑新一代大石220kV智能变电站总平面原大石220kV智能变电站8总3平面220kV采用隔离断路器减小纵向尺寸12m、m减小纵向尺寸19133米83米采用集成式智能断路器（含CT），应用封闭母线，配电装置纵向尺寸减少45.5m。若断路器不与CT集成，减少43.5m。采用充气式开关柜，布置于集装箱建筑内，减少建筑面积520m2。优化2200kV、110kV及无功区平面布置，核减占地面积7280m2，核减34%。160米16StateGridCorporationOfChina.Allrightsreserved.@20122一次设备选择及布置优化160米（1）重庆大石220kV智能变电站采用“三层两网”结构，新增站域保护控制装置，构建一体化业务系统。保护、测控装置下放预制舱布置，220kV元件采用保护、多功能测控独立装置；110kV采用保护测控计量一体装置；35kV及以下采用六合一装置。站内集中屏柜数量减少19%。2二次设备选择及网络优化17StateGridCorporationOfChina.Allrightsreserved.@20123.3试点工程技术方案—220kVGIS站220kVAIS站---大石220kVGIS站---科技城110kVAIS站---东扩110kVGIS站-海鶄落-高新园-叶塘[e-mail].@2012概况及技术方案未来城220kV变电站是未来科技园南区电源枢纽站，主变近/远2/3×180MVA，220kV双母线，一次建成出线7回；110kV双母线，近/远出线8/12回，1回110kV出线应用超导电缆。采用半地下户内布置形式，主变、220kV/110kVGIS布置于地上一层，10kV及电抗器布置地下。3.3北京未来科技城220kV智能变电站原方案示范工程方案电气设备选择小型化GIS设备应用电子式互感器,10kV采用充气式开关柜常规二次设备就地保护和多功能测控装置下放智能控制柜建筑面积7470m2优化后建筑面积6920m2，核减建550m2，核减7%二次屏位100面优化后63面，核减37面，核减37%总平面布置：地上一层布置主变和GIS，地上三层布置10kV电容器、二次设备室及电池室，地下二层布置10kV开关柜、电抗器及站用变。采用智能变压器、小型智能化GIS设备及10kV充气柜，整合优化生产用房布置，取消电容器室，核减建筑面积550m2，核减二次屏柜37%。取消原地上三层电容器室3.3北京未来科技城220kV智能变电站新一代未来科技城220kV智能变电站断面图原未来科技城220k压V智缩能二变电次站设断备面图室面积取消原电容器室新一代未来科技城220kV智能变电站地上三层原未来科技城220kV智能变电站地上三层220StateGridCorporationOfChina.Allrightsreserved.@2012设备选择及布置优化3.4试点工程技术方案—110kVAIS站220kVAIS站---大石220kVGIS站---科技城110kVAIS站---东扩110kVGIS站-海鶄落-高新园-叶塘[e-mail].@2012概况及技术方案东扩12#110kV变电站为东湖高新开发区供电，主变近/远2/3×50MVA，110kV单母线