智能电网时代互感器的发展—杨奖利

智能电网时代互感器的发展中国电器工业协会智能电网设备工作委员会杨奖利智能电网时代互感器的发展互感器与智能电网新形势下互感器的发展智能电网时代互感器的发展智能电网的发展智能电网的发展/对行业年度装机容量亿千瓦综合线损%下降率%节约电量亿千瓦时20055.177.21————20098.746.720.49399201514.376.090.63793一、发展智能电网对能源行业本身的意义1、降低输电线损，提高输电效率793亿千瓦时接近三峡电站的年发电量。智能电网的发展/对行业2、降低变电损耗，提高变电效率变压器与发电装机容量比例大于10:1，变压器变电损耗占发电总量约10%，到2020年，我发电装机容量约为18.85亿千瓦，通过智能化措施其损耗能降低1.2%，则可节约超过三峡工程的发电装机容量。3、降低配电损耗，提高配电效率我国城市10千伏配电线路和变压器的年平均载荷率低于30%。若2020年智能化配电手段，实现6%~8%的峰荷消减，减少的发电容量约为2100万千瓦。又相当于可减少一个多三峡工程的装机容量！智能电网的发展/对行业4、降低用电损耗，提高用电效率目前电机安装总功率以7.5亿千瓦计，其耗电量占工业耗电量的75%左右，采用智能化技术提高供电效率1.5%，同时提高电机系统运行效率1.5%，则相当于每年节约出一个三峡发电站的装机容量！5、综合一座三峡电站每年发电相当于节约4500多万吨原煤消耗，减少近一亿吨CO2排放。上述四项，每年节约原煤1亿8千万吨，减少约4亿多吨CO2排放。三峡工程总投资约为1975亿，上述四项节约投资近8000亿元。智能电网的发展/对社会二、发展智能电网对经济社会发展的意义1、世界主要国家均已经将发展智能电网作为经济发展的新引擎。2、智能电网以其技术密集、物质资源消耗少、成长潜力大、综合效益好及附加值高等特征引领带动全局优质高效发展。3、智能电网强力推升现代传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术、控制技术和管理技术的发展。智能电网的发展/建设成就三、我国智能电网建设成就1、智能变电站建设规模截至2014年底，国家电网公司启动了50座新一代智能变电站建设，完成了200座变电站智能化改造，累计建成智能变电站1550余座；建成电动汽车充换电站218座、充电桩5007个。南方电网公司投运和在建110kV及以上智能化变电站201座。智能电网的发展/建设成就2、智能电网建设投资国家电网公司制订的2009～2020年的智能电网发展规划为：2009-2011年：总投资10000亿，年均投资超过3300亿。2012-2015年：总投资15000亿，年均投资3750亿。2016-2020年：总投资20000亿，年均投资4000亿。南方电网公司仅2014年安排近800亿资金，重点投资城市智能电网的线路改造，以及云南的西电东送项目。智能电网的发展/建设成就3、智能电网技术取得长足发展“国家电网智能电网创新工程”项目，荣获2014年度国家科学技术进步一等奖。南方电网公司“±800kV特高压直流输电技术开发、装备研制及工程应用”为代表的技术密集型综合性示范项目，推动了直流输电从高压到特高压的跨越式发展。由中国电科院牵头，联合中国西电集团、清华大学等共同完成“高压开关设备智能化关键技术”通过国家科技部验收。智能电网时代互感器的发展互感器与智能电网新形势下互感器的发展智能电网时代互感器的发展智能电网的发展互感器与智能电网/智能电网兴起一、智能电网的兴起智能电网是科技社会发展的必然产物，是电网发展过程中的一个阶段。电网的发展经历了近代继电器保护、计算机自动保护技术，到数字化变电站、以现代网络技术为支撑的智能电网的过程，逐渐的、愈来愈具有智能化的色彩。产品形态也逐渐由分散到集中、由庞大到小巧，甚至于多个器件将来集成为一个芯片。互感器与智能电网/互感器发展历程二、互感器的发展历程互感器产品工作原理的发展：电磁式：电磁感应，输出强电流电压信号。低功耗互感器：输出小电流、电压信号。空心线圈：输出的是与电流微分成正比的弱电压信号。光电式：法拉第磁光效应，线偏振光偏振面发生旋转角与磁感应强度成正比。互感器与智能电网/互感器独特作用三、互感器在电网的独特作用1、反映一次高电压强电流电网的电参量。2、联结电网一次输电网络与二次测控保护网络。3、隔离高压一次输电网络与低压二次网络。4、对电网电能进行测量和对电网进行保护。5、有利于仪器、仪表和保护、控制装置的标准化、小型化。外延内涵产品关联形状互感器与智能电网/互感器独特作用四、互感器与智能电网发展的关系传统电网数字化变电站智能电网强电信号小电信号弱电信号非电信号？数十~数百VA数VAmVA?互感器∽传感器智能电网时代互感器的发展互感器与智能电网新形势下互感器的发展智能电网时代互感器的发展智能电网的发展电器工业“十二五”发展形势及工作情况新形势下互感器的发展/存在问题一、互感器产品发展存在的问题1、研发、创新驱动乏力产品同质化现象普遍而严重，总体上只处于传统产业的范畴。设计技术、制造工艺等方面差异不大。与国外先进水平相比，企业生产工艺落后、装备水平较低。研发、创新投入不足，能力不强，缺乏高端科技人才，特别是缺乏智能化产品相关的人才。品牌意识淡漠，在技术水平、质量方面缺乏竞争，不利品牌建设。电器工业“十二五”发展形势及工作情况新形势下互感器的发展/存在问题2、产能过剩矛盾突出大多数，特别是中低端产品生产能力严重过剩。两金危机发生后，跨国公司对自主品牌发展进行挤压，国外贸易技术壁垒加剧了过剩现象。3、质量工作难度增大产品长期低价竞争，而人力资源成本上升，利润空间非常狭小，职工队伍难以稳定，会客观地引起对产品质量的危害。广泛应用于高新技术产业的各种新的质量管理理念和手段难以被引入并有效发挥作用。电器工业“十二五”发展形势及工作情况新形势下互感器的发展/面临形势二、输变电设备发展面临的形势1、输变电设备市场发展形势未来的10年至20年将是我国智能电网建设的主要时期，智能电网总投资规模预计接近4万亿元。随着智能电网进入全面建设的重要阶段和我国城镇化建设的进一步推进，城乡配电网的智能化建设将全面拉开，智能电网及智能成套设备、智能配电、控制系统等三大领域将迎来黄金发展期。电器工业“十二五”发展形势及工作情况新形势下互感器的发展/面临形势1、输变电设备市场发展形势1）高压输变电领域设备国家电网：2015年计划投资4202亿元建设电网，110千伏及以上线路达到90万公里、变电（换流）容量40亿千伏安（千瓦），新建智能变电站1400座。建成“两纵两横”特高压交流和7回特高压直流，特高压和跨区输电能力达到2.1亿千瓦，保证3.5亿千瓦清洁能源送出和消纳。南方电网：2015年网内新增智能化变电站165座，其中220千伏新增36座，110千伏新增129座。电器工业“十二五”发展形势及工作情况新形势下互感器的发展/面临形势2）配用电领域设备《配电网建设改造行动计划（2015—2020年）》，时段内，配电网建设改造投资不低于2万亿元，其中2015年投资不低于3000亿元。铁路及城市轨道交通建设方面，发改委2014年批准的建设总投资约为15631.41亿元，2015年截至6月11日，批准建设总投资约为6217.88亿元。机场建设方面，国家发改委2014年到2015年6月11日间批准改、扩、新建机场总投资约为1115.29亿元。电器工业“十二五”发展形势及工作情况新形势下互感器的发展/政策导向2、准确把握制造业发展的政策导向1）要站在行业发展的“风口”上（1）加快实施《中国制造2025》，坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展，加快从制造大国转向制造强国；要实施高端装备、信息网络、集成电路、新能源等重大项目。制定“互联网+”行动计划，推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合，为产业创新加油助力。电器工业“十二五”发展形势及工作情况新形势下互感器的发展/政策导向1）要站在行业发展的“风口”上（2）加快实施走出去战略，推进“一带一路”合作建设，推动铁路、电力、通信等中国装备走向世界。（3）城镇化的支撑作用、“四大板块”和“三个支撑带”战略组合、推进京津冀协同发展，长江经济带建设，中西部开发区建设，泛珠江等区域深化合作。（4）要大力发展风电、光伏发电、生物质能，积极发展水电，安全发展核电，要把节能环保产业打造成新兴的支柱产业。电器工业“十二五”发展形势及工作情况新形势下互感器的发展/政策导向2）紧扣住政策导向的发力点（1）智能电网成套装备创新专项（工作主要内容）智能输变电成套装备：开展基于云计算、大数据等的应用研究，开发变电站主设备智能监测系统、远程运维、控制保护监测一体化平台等产品，形成相关标准。开展柔性交直流输电和新型灵活智能输电关键技术研究，研制高压大容量柔性直流输电、统一潮流控制器、环网控制器以及区域电网多端柔性互联成套装备，完善柔性直流输电设备与工程运行相关技术标准。电器工业“十二五”发展形势及工作情况新形势下互感器的发展/政策导向2）紧扣住政策导向的发力点（1）智能电网成套装备创新专项（工作主要内容）智能配电及用户端设备：开展智能配电及用户端设备关键技术研究，开发智能配电设备、数据采集管理单元、电能质量治理设备、节能环保设备、用户端能效管理系统、电动汽车充换电及监控运维系统等关键产品，形成新型智能配电与能效管理系统解决方案，建立智能配电和用电标准体系。电器工业“十二五”发展形势及工作情况新形势下互感器的发展/政策导向2）紧扣住政策导向的发力点（2）发改委《关于促进智能电网发展的指导意见》发展目标：①实现清洁能源的充分消纳。②提升输配电网络的柔性控制能力。提高交直流混联电网智能调控、经济运行、安全防御能力，示范应用大规模储能系统及柔性直流输电工程，显著增强电网在高比例清洁能源及多元负荷接入条件下的运行安全性、控制灵活性、调控精确性、供电稳定性。③满足并引导用户多元化负荷需求。电器工业“十二五”发展形势及工作情况新形势下互感器的发展/政策导向重要任务：①建立健全网源协调机制，全面提升电源侧智能化水平②增强服务和技术支撑，积极接纳新能源③加强能源互联，促进多种能源优化互补④构建安全高效的信息通信支撑平台⑤提高电网智能化水平，确保电网安全、可靠、经济运行⑥强化电力需求侧管理，引导和服务用户互动⑦推动多领域电能替代，有效落实节能减排⑧满足多元化民生用电，支撑新型城镇化建设⑨加快关键技术装备研发应用，促进上下游产业健康发展电器工业“十二五”发展形势及工作情况新形势下互感器的发展/关键基础技术三、具有重要影响的关键基础技术1、“互联网+”技术跨界融合：就是跨界、开放，就是重塑融合。创新驱动：用互联网思维求变革。重塑结构：打破原有的社会、经济、地缘、文化等结构。尊重人性：对人的创造性发挥的重视。开放生态：化解掉制约创新的环节，把孤岛式创新连起来。重连接一切：连接一切是互联网的目标。电器工业“十二五”发展形势及工作情况新形势下互感器的发展/关键基础技术2、智能制造智能制造从产品、制造过程、生产模式三个方面推进。在产品设计制造环节，实行产品的全数字化设计，结构、性能、功能的模拟与仿真优化。促进生产过程的仿真优化、数字化控制、状态信息实时检测与自适应控制等数字化、智能化技术的应用。推动云计算、物联网等新一代信息技术在流程工业中的应用，促进流程工业产品、基础设施、关键装备、流程运行和管理的智能化及制造资源的协同共享。构建基于物理信息系统（CPS）的智能制造车间/工厂。电器工业“十二五”发展形势及工作情况新形势下互感器的发展/关键基础技术推进数控技术和智能技术广泛用于产品创新中，使产品功能极大丰富，性能发生质的变化，并向智能化方向发展。以数字化技术为基础，在互联网、物联网、云计算、大数据等泛在信息的强力支持下，推行个性化定制生产新模式，实现远程定制、异地设计、当地生产的协同生产。发展满足客户需求的产品全寿命周期服务促进生产型制造向服务型制造转变。通过管理创新和营销模式创新，促进企业组织模式向扁平化、虚拟化转变，传统