中國儲能網(wǎng)訊：10月8日，在1000千伏高樂Ⅰ、Ⅱ線檢修現(xiàn)場，一架架無人機(jī)展翅起飛，一個個電力機(jī)器人攀上鐵塔，協(xié)同開展輸電線路精益化立體巡檢，用科技力量守護(hù)澎湃的電力動脈。
所有看得見的光芒，背后都有看不見的能量。
“綜合考慮現(xiàn)場需求和應(yīng)用環(huán)境，我們可以進(jìn)一步論證提升精準(zhǔn)作業(yè)技術(shù)路線。”在國網(wǎng)山東省電力公司下屬的國網(wǎng)智能科技股份有限公司的電力智能機(jī)器人技術(shù)實驗室里，國家電網(wǎng)公司首席科學(xué)家郭銳正為團(tuán)隊成員加油鼓勁。
當(dāng)前，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革深入推進(jìn)，電網(wǎng)安全治理的物質(zhì)基礎(chǔ)持續(xù)夯實。國網(wǎng)山東電力積極貫徹全國科技創(chuàng)新大會和國家電網(wǎng)公司科技工作會議精神，堅定不移推進(jìn)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，精準(zhǔn)布局關(guān)鍵技術(shù)，推動核心產(chǎn)品迭代升級，全面提升供電安全保障能力，為電網(wǎng)和企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供強(qiáng)有力的支撐。
“數(shù)字醫(yī)生”顯身手
6月8日，位于滕州市東郭鎮(zhèn)的500千伏超高壓變電站內(nèi)，一臺750萬千伏安變壓器出現(xiàn)異常，國網(wǎng)設(shè)備運(yùn)檢首席專家、國網(wǎng)山東電科院輸變電技術(shù)中心四級職員朱文兵正在有條不紊地組織開展檢修工作。
“這座重達(dá)300噸的龐然大物內(nèi)部，安置著數(shù)百匝導(dǎo)線和上萬組絕緣部件。為了迅速精確定位故障點，我們攻關(guān)十年，最終研發(fā)出輸變電設(shè)備健康評估系統(tǒng)。”朱文兵介紹說，這一系統(tǒng)是863專項科技計劃的重大成果，可以更好地為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行保駕護(hù)航。
作為全國規(guī)模最大的省級交直流混聯(lián)大電網(wǎng)，山東電網(wǎng)近年來的輸變電設(shè)備數(shù)量增長迅速，設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)指數(shù)級激增。為此，國網(wǎng)山東電力牽頭承擔(dān)“大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在輸變電設(shè)備狀態(tài)評估中的研究及應(yīng)用”國家863課題，組建了涵蓋變電、輸電、信息與軟件開發(fā)等多專業(yè)的科研團(tuán)隊，對大電網(wǎng)復(fù)雜工況下的輸變電設(shè)備狀態(tài)智能感知、數(shù)據(jù)集成挖掘、實時評估等關(guān)鍵技術(shù)難題展開攻關(guān)。
輸變電設(shè)備的自身屬性、所處環(huán)境、制造工藝和運(yùn)行工況存在差別，狀態(tài)參量指標(biāo)也會有所不同，為了高效采集設(shè)備數(shù)據(jù)，為故障研判奠定基礎(chǔ)，項目團(tuán)隊刻苦鉆研，研發(fā)出跨平臺數(shù)據(jù)獲取轉(zhuǎn)換裝置，實現(xiàn)了設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、氣象系統(tǒng)、雷電定位系統(tǒng)等12個業(yè)務(wù)系統(tǒng)的信息集成融合，形成了以設(shè)備為中心的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型。
海量收集大數(shù)據(jù)，只是“萬里長征的第一步”。發(fā)揮精準(zhǔn)的設(shè)備數(shù)據(jù)分析能力，才是保障運(yùn)行安全的意義所在。項目團(tuán)隊深入應(yīng)用“大云物移智”等新技術(shù)，不斷攻堅數(shù)據(jù)分析、算法完善和模型優(yōu)化等課題，攻克了設(shè)備負(fù)載能力動態(tài)評估、差異化狀態(tài)評價、故障診斷預(yù)測等技術(shù)瓶頸，研制出一系列輸變電設(shè)備智能感知監(jiān)測裝置，實現(xiàn)了設(shè)備狀態(tài)評估技術(shù)的重大突破。
輸變電設(shè)備健康評估系統(tǒng)投入應(yīng)用后，逐漸覆蓋到山東電網(wǎng)全類型（19類）、全電壓等級（35～1000千伏）、全供電區(qū)域的14.07萬臺輸變電設(shè)備，每日評估數(shù)據(jù)近8億條，及時、準(zhǔn)確地預(yù)警、發(fā)現(xiàn)了多處電網(wǎng)設(shè)備的故障隱患，有力地保障了大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
當(dāng)前，國網(wǎng)山東電力已在全省安裝了智能感知裝置10萬余套，創(chuàng)新支撐了在線監(jiān)測、帶電檢測、停電試驗、狀態(tài)評價等運(yùn)檢業(yè)務(wù)，有效解決了設(shè)備數(shù)量擴(kuò)增與運(yùn)檢人員配置的矛盾，在保證安全運(yùn)行的前提下，提高了現(xiàn)有設(shè)備的利用效率，累計新增輸電量10705萬千瓦時。目前，這一成果已獲發(fā)明專利42項，并出口至俄羅斯、巴西等國家。
“這兩年，我們還為輸變電設(shè)備健康評估系統(tǒng)開發(fā)出鳥害、風(fēng)區(qū)、雷害、舞動、污區(qū)、冰區(qū)等六類專題風(fēng)險查詢和預(yù)警功能，上線基于三維點云的輸電桿塔風(fēng)偏校核、復(fù)合絕緣子健康診斷等功能，讓它使用起來更便捷?！敝煳谋硎?，國網(wǎng)山東電力將基于生產(chǎn)一線技術(shù)需求，不斷完善輸變電設(shè)備健康評估系統(tǒng)各項功能，全力支撐設(shè)備安全和電力保供。
“信鴿”助力特巡特護(hù)
每到冰雪天氣，濟(jì)南章丘摩訶山山頂?shù)妮旊娋€路易被落雪覆冰，存在跳閘的風(fēng)險隱患。國網(wǎng)智能公司在摩訶山區(qū)域部署的最新科技產(chǎn)品——“信鴿”網(wǎng)格化無人機(jī)智能巡檢系統(tǒng)，有效解決了這一問題。在極端天氣時，“信鴿”也能通過無人機(jī)智能巡檢系統(tǒng)，實時動態(tài)回傳線路狀況，變事后補(bǔ)救為事前預(yù)防，有效保證了當(dāng)?shù)厝嗣竦陌踩秒姟?
近年來，為全面落實國網(wǎng)現(xiàn)代設(shè)備管理體系建設(shè)要求，國網(wǎng)山東電力著力深化無人機(jī)在電力巡檢領(lǐng)域的應(yīng)用。為提升無人機(jī)巡檢作業(yè)質(zhì)效，按照國網(wǎng)山東電力相關(guān)部署，國網(wǎng)智能公司積極承擔(dān)國家重點研發(fā)計劃——無人機(jī)專項，以減少無人機(jī)巡檢對飛手的需求、降低巡檢成本為目標(biāo)，自主研發(fā)出“信鴿”無人機(jī)智能巡檢系統(tǒng)。
“‘信鴿’系統(tǒng)由無人機(jī)、機(jī)巢本體和后臺管控系統(tǒng)組成，三者默契配合，能夠?qū)斪兣淙侩娏υO(shè)備進(jìn)行網(wǎng)格化自主巡檢?！眹W(wǎng)智能公司無人機(jī)事業(yè)部產(chǎn)品開發(fā)室經(jīng)理劉越介紹說?？此菩∏傻摹靶砒潯保瑢嶋H上集成了5G、北斗、視覺引導(dǎo)、深度學(xué)習(xí)等諸多技術(shù)，并具備三個自主開發(fā)的行業(yè)創(chuàng)新點：首先是“智能充電管理系統(tǒng)”，能夠?qū)崟r監(jiān)測無人機(jī)電量，智能安排工作時間，保證無人機(jī)安全返航；其次采取基于視覺的智能引導(dǎo)技術(shù)，實現(xiàn)“精準(zhǔn)降落”；最后便是“智能缺陷識別系統(tǒng)”，飛行的無人機(jī)能夠自主讀取卡中照片，及時傳回后臺系統(tǒng)，經(jīng)過圖像智能識別后，及時發(fā)現(xiàn)線路、設(shè)備存在的缺陷問題。
“‘信鴿’系統(tǒng)一期研發(fā)中，最難攻克的技術(shù)是‘精準(zhǔn)降落’。”無人機(jī)機(jī)巢研發(fā)工程師李春飛表示，想讓無人機(jī)在各種極端環(huán)境下都可以精準(zhǔn)降落，需要龐大的數(shù)據(jù)積累。為此，“信鴿”開發(fā)團(tuán)隊平均每天進(jìn)行上百次飛行試驗，記錄各種氣象條件下的數(shù)據(jù)。在反復(fù)試驗中，創(chuàng)新開發(fā)出“二維碼分級降落”技術(shù)，有效提升了無人機(jī)自主識別機(jī)巢并安全降落的準(zhǔn)確率，僅用3個月就完成了原定6個月的研發(fā)任務(wù)。
目前，“信鴿”無人機(jī)智能巡檢系統(tǒng)已在山東全省規(guī)?；瘧?yīng)用，持續(xù)服務(wù)主業(yè)單位全自主開展轄區(qū)內(nèi)輸、變、配全量電網(wǎng)設(shè)備的網(wǎng)格化、低成本、精細(xì)化巡檢工作，將設(shè)備運(yùn)檢質(zhì)效提高了三到五倍，缺陷識別準(zhǔn)確率超90%。
“按照標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，當(dāng)前我們的無人機(jī)每臺機(jī)巢有效巡檢半徑為3千米，未來有望升級到4千米～5千米。從作業(yè)模式看，目前無人機(jī)與機(jī)巢為一對一匹配，未來有望實現(xiàn)機(jī)巢與機(jī)巢互相通信，讓無人機(jī)可以隨機(jī)選擇就近機(jī)巢充電?！眲⒃浇榻B說，二代“信鴿”已經(jīng)做到了夜間紅外巡檢和“夜間精降”，全程無需人工干預(yù)。當(dāng)前，國網(wǎng)智能公司正進(jìn)一步攻克無人機(jī)云臺追蹤、二維碼補(bǔ)光、前端識別等難題，加快推動“信鴿”等智慧產(chǎn)品的迭代升級。
“微電網(wǎng)”守護(hù)海島用電
6月18日，國網(wǎng)山東電力在國際電工委員會（IEC）主導(dǎo)發(fā)起的國際標(biāo)準(zhǔn)提案IEC TS 62898-5 《微電網(wǎng)群運(yùn)行調(diào)控技術(shù)導(dǎo)則》（Guidelines for the operation and control of microgrid clusters）通過IEC投票，正式獲批立項，成為微電網(wǎng)群技術(shù)領(lǐng)域首個IEC國際標(biāo)準(zhǔn)。
“依托山東長島微電網(wǎng)工程，我們?nèi)ν苿又袊㈦娋W(wǎng)群技術(shù)領(lǐng)跑式發(fā)展，贏得了IEC各國專家評委的肯定和支持?！眹W(wǎng)科技研發(fā)首席專家，國網(wǎng)山東電科院新能源技術(shù)團(tuán)隊帶頭人孫樹敏回憶說，長島分布式發(fā)電及微電網(wǎng)接入控制項目是國內(nèi)首個海島智能微電網(wǎng)群示范工程，它的建設(shè)初衷就是解決長島32個島嶼居民的用電難題。
長島是山東最偏遠(yuǎn)的海島群，也是較早建設(shè)風(fēng)電基地的地區(qū)。多年來，受海洋環(huán)境等因素的影響，長島電網(wǎng)主要由煙臺電網(wǎng)經(jīng)海底電纜送電，供電可靠性和風(fēng)電控制能力較弱，島上居民一直面臨著無穩(wěn)定供電的難題。
微電網(wǎng)群是包括集控中心、分布式電源、用戶負(fù)荷、儲能設(shè)備的配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，能夠充分發(fā)揮配電網(wǎng)的資源優(yōu)化配置平臺作用，提升廣域分布式可再生能源優(yōu)化消納和電網(wǎng)主動支撐能力。2012年，國網(wǎng)山東電力科研團(tuán)隊向微電網(wǎng)群技術(shù)的最大難題發(fā)起攻堅，承接了國內(nèi)首個面向?qū)嶋H用戶供電的長島微電網(wǎng)工程。他們計劃通過微電網(wǎng)技術(shù)的創(chuàng)新開發(fā)，讓海島實現(xiàn)不間斷供電。
“受海上天氣影響，一旦風(fēng)大浪急或是濃霧漫天，技術(shù)人員就要被困在島上，有時一個月都下不了島?！鄙綎|電科院新型電力系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新中心副主任于芃回憶說，為了充分利用適宜的氣象條件，團(tuán)隊成員們?nèi)找诡嵉?，堅持每?0點到凌晨5點開展技術(shù)試驗和設(shè)備調(diào)試，每年的島上調(diào)試時間能達(dá)到一百七八十天。
2020年，長島微電網(wǎng)群示范工程順利竣工。它以北部五島電網(wǎng)為依托，開發(fā)出微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制與調(diào)度系統(tǒng)，在砣磯島建設(shè)儲能系統(tǒng)，并對各島現(xiàn)有發(fā)電機(jī)組和電網(wǎng)進(jìn)行改造，建成了具有分布式電源、負(fù)荷、儲能系統(tǒng)及能量轉(zhuǎn)換裝置、調(diào)控系統(tǒng)的微電網(wǎng)系統(tǒng)，實現(xiàn)了海島清潔能源并網(wǎng)控制和電網(wǎng)安全運(yùn)行。長島微電網(wǎng)群在后來的歲月里多次經(jīng)受住了孤網(wǎng)運(yùn)行的考驗，圓滿解決了困擾居民幾十年的供電難題，安全可靠的供電讓島上的水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展起來。
依托長島的創(chuàng)新成果，國網(wǎng)山東電力建立微電網(wǎng)群實用化技術(shù)體系，促進(jìn)微電網(wǎng)群技術(shù)盡快走向規(guī)?；瘧?yīng)用。他們向IEC提交并獲批的《微電網(wǎng)群運(yùn)行調(diào)控技術(shù)導(dǎo)則》標(biāo)準(zhǔn)，面向微電網(wǎng)群工程運(yùn)行調(diào)控實際需求，從組網(wǎng)互聯(lián)、協(xié)調(diào)控制、運(yùn)行模式、功率互濟(jì)等方面提出技術(shù)要求，對微電網(wǎng)群的前期規(guī)劃、施工建設(shè)、系統(tǒng)調(diào)試、后期運(yùn)行等各階段均具有重要的指導(dǎo)意義。
