一二次融合-智能电网建设中一二次技术融合

智能电网建设中一二次设备融合任雁铭yanming@2014.03内容提要智能电网对智能一次设备的需求智能一次设备现状需要解决的关键技术问题需要解决的非技术问题智能电网对智能一次设备的需求一次设备是电网的基本单元，智能一次设备是智能电网的重要组成部分，主要涉及变压器和开关设备。利用传感器对一次设备的运行状态、控制状态、负载能力等进行实时监控，从而实现电网设备可观测、可控制和自动化是智能设备的核心和目标。一次设备智能化，内嵌测量、计量、继保、监测、控制等功能。智能电网对智能一次设备的需求现场施工简单、方便，节约占地。对外提供必要的监测信息，方便运行维护。智能电网对智能一次设备的需求智能电网对智能一次设备的需求新的建设方案，例如预制仓式方式真正收益，一次设备需要进一步智能化。智能一次设备的现状考虑到国内的现实技术条件，2009年提出了智能组件的技术路线。智能组件定义

由测量、控制、监测等IED集合而成的一种设备组件，承担高压设备智能化的核心功能，通过电缆或光纤与宿主设备连接成一个有机整体，通常运行于宿主设备近旁。智能一次设备的现状智能组件特点智能一次设备的现状变压器智能一次设备的现状开关断路器/GIS设备智能组件柜站控层电流传感器行程传感器密度传感器微水传感器站控层网络过程层网络开关控制器主IED断路器动作特性监测IEDSF6气体状态监测IED系统测控装置合并单元局放监测IEDUHF传感器温度变送器IEC61850智能一次设备的现状智能组件应用、实施情况

目前主要是二次厂家实现，为一次厂家配套。开始在智能站中应用。

一二次设备未实现一体化设计和深度融合。

双方还存在二次回路重复设计，生命周期不匹配等问题。智能一次设备的现状智能组件暴露出的问题

MU、智能终端质量不稳定。

国调中心组织统一检测。

状态监测类设备质量参差不齐，国网公司对状态监测类设备进行停标、整改、检测。智能一次设备的现状行业进展情况

在中、低压开关上尝试深度融合。

在高压开关还是通过智能组件进行智能化。需要解决的关键技术问题-传感器智能高压设备所使用的传感器种类繁多1）电学、声学、光学、力学等；2）有源、无源；3）内置、外置；

等等。运行环境恶劣

高温、强电磁场等恶劣环境会导致传感器测量误差过大或失效。需要解决的关键技术问题-传感器传感器的接入

传感器的不当接入会影响高压设备的绝缘，严重时导致高压设备发生绝缘击穿。关键传感器的国产化

一些关键传感器目前还依赖进口。

例如：变压器绕组热点光纤测温传感器

变压器油光声光谱用传感器等。需要解决的关键技术问题-传感器变压器绕组热点测温用光纤传感器需要解决的关键技术问题-传感器研制满足智能高压设备需要的安全、灵敏、可靠和较强干扰能力的传感器是智能高压设备研究应用的关键。需要解决的关键技术问题-功能一体化设计过去高压设备制造商很少关注二次设备，只考虑到与一次设备接口的电气二次回路。智能一次设备对这一传统带来了挑战。作为智能化的一部分，传感器和执行器接植入或接入高压设备本体。需要在高压设备设计阶段就进行充分考虑。

例如，变压器绕组光纤测温传感器的接入，一旦设计制造完成就无法加装。需要解决的关键技术问题-功能一体化设计变压器绕组热点光纤测温需要解决的关键技术问题-功能一体化设计智能一次设备需要进行一体化设计，通盘考虑智能功能，例如传感器的安装、布置及其对一次设别本体的影响。开关电气二次回路的优化，由此带来的空间优化等收益。考虑运行、维护，以及电子设备与一次设备之间的寿命匹配。

一次设备本体寿命要求30年，二次设备一般12年左右，如何进行匹配。需要解决的关键技术问题-功能一体化设计一体化设计可以保证高压设备的可靠性和传感器灵敏性。挑战：涉及到多学科，需要跨专业协作。需要解决的关键技术问题-二次设备可靠性设计电磁及运行环境比传统二次设备更加恶劣，振动、温度、湿度、盐雾、地电位等。

例如：GE的BRICK。

运行温度

-40℃~70℃

防护等级IP66需要解决的关键技术问题-二次设备可靠性设计二次设备需要通过更加严酷的形式试验。

例如：给出温度的要求等与运行在小室环境中相比，条件恶劣很多。

制定合适的检测标准和测试环境是非常关键的。需要解决的关键技术问题-状态分析技术

通过各种传感器获得了一次设备丰富的状态信息，为一次设备的状态分析提供了基础。如何将原始信息转化为可用的设备状态信息，如何建立一次设备状态综合诊断模型，依然面临很大的挑战。

一次设备状态综合诊断，目前还主要依赖人的经验，需要与历史数据、同型号家族数据等等进行对比。目前也在探索将新兴的大数据技术应用于状态检测数据分析领域。需要解决的非技术问题产业