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智能变电站设计的全寿命周期及技术分析

添加时间:2015-06-23 16:15:16 来源:能源与节能

 

2.2.3故障成本(CF)

 

a) 停电损失费用比较。共减少停电时间144 h。主变的负荷率按24 h内平均50%计算,电价按0.5元/(kW˙h)计算,则共减少停电费用为3 600×104元;b)社会损失比较。实际上,1 kW˙h的电能产生的GDP在经济发达地区可以达到10元,则其创造的GDP差值高达7.2×108元。此处不计入比较;c)设备故障后维修费用。利用设备状态监测,可以预防事故扩大化,避免小事故变成大事故,减少设备的大修费用及相应更大的停电损失。因预防事故扩大的比例不易量化,此处不计入比较;

 

2.2.4设备退役处置成本(CD)

 

基本相同,不作比较。

 

2.2.5全寿命周期成本比较(LCC)

 

有无状态监测装置主变LCC成本比较:5 080×104元。

 

2.3电子式互感器的选择

 

电子式互感器是智能变电站的重要基础之一。电子互感器具有不容易饱和,频率响应范围宽、具有良好的暂态特性等诸多优点,相比常规互感器而言,技术更先进,是互感器的发展方向【5】。

 

结合电子互感器的发展趋势以及全寿命周期的设计理念,可以得出结论:电子互感器随着其模块化规范化的推行,免检定技术的出现以及检测技术的提升,其检修维护费用也将逐年下降,相比常规互感器的优势也将日趋凸显,其电子部件的成本也将随技术发展逐步降低。

 

再者,电子互感器一次传感元件部分设计寿命基本实现了30 a,转换传输环节的设计寿命也逐步提高,寿命周期日趋协调一致;同时采用了采集/传输均双套冗余配置,极大程度地降低了故障率,可少停电或不停电检修更换产品,可靠性多层次多渠道提升,都将进一步降低了计划和非计划停电时间,也就是说在故障费用方面也将逐步趋近于零。

 

依据全寿命周期设计理念,采用电子互感器将极大程度上减少工程全寿命周期成本,变电站经济效益显著提升。

 

2.4二次系统优化整合

 

通过对电气一次、电气二次、系统保护、通信、远动各专业设备的整合,实现了优化变电站网络结构、提升系统性能、节约成本的目标。系统初次投入费用减少350×104元,基于结构的优化和性能的提升,整个系统的故障几率可减少20%以上。

 

2.5无人值班变电站设计

 

设计运用全寿命周期管理理念和方法在智能化一/二次设备、顺控及闭锁操作、远动、通信、保护、站用电源、建筑设施以及安全防范等领域对无人值班方式进行应用研究,并通过对无人值班变电站在工程建设模式、检修管理模式、调度管理模式等方面产生的影响深入分析,提出了推荐方案全寿命周期成本的节约【4】。

 

基于“全寿命周期成本最优”的设计方法,变电站采用状态监测系统,将变电站内一、二次设备由定期检修转变为状态检修,为电网实现基于状态监测的设备全寿命周期综合优化管理提供基础数据的支撑。有效提升超高压无人值班变电站资产管理和运营水平。

2.6智能变电站高级功能应用技术方案全寿命周期成本分析

智能变电站高级功能应用在现阶段主要功能及实现效果包括:实施顺序控制、变电站全景可视化信息平台、状态监测与检修、智能告警及分析决策、故障信息综合分析决策、经济运行与优化控制、站域控制及保护、站内状态估计、智能巡检、信息分层分类优化处理、保护控制及管理等【1】。

展望阶段需实现电能质量分析与评估、基于智能电网预防控制和紧急控制的协调的安全状态评估/预警/控制以及基于智能电网框架的广域保护等功能。

由以上分析可见,智能变电站高级功能应用的实施,可以有效减少维护成本和增加设备寿命,可以提高系统运行的可靠性、稳定性和经济性。可以提高资产全寿命周期管理水平。

2.7 站区总体规划及先进指标

设计本着建设“两型一化“变电站的基本原则并运用“全寿命周期成本最优”的设计方法,对站区方位、进出线走廊、进站道路、站区防洪涝、总平面布置、站区排水、站区道路及场地处理等方面进行优化设计:

调整出线间隔布置,减少线路交叉,提高供电可靠性;部分进站道路利用原有路基进行改造,节约占地0.41 hm2;站区竖向采用平坡式布置,并设置填土保留区(高抗区域),减少外购土方1 330 m3;总平面布置功能分区明确,电气工艺合理,运行管理方便,围墙内占地仅为2.926 hm2,较可研压缩37.2%;采用有组织的明沟排水沟,施工简单、施工周期短,较暗管排水节省投资17.44×104元;取消操作小道及设备周围硬化地面,节约投资33.16×104元【6】。

3 结语

智能变电站主要技术方案体现了全寿命周期理念的充分应用。并通过详细的技术经济比较,得出了推荐的全寿命周期成本最优的方案,使工程全寿命期内整体的技术性和经济性都得到明显的优化和提高。由此可见,运用全寿命周期理念指导工程建设,从工程项目的整体出发,反映项目全寿命期的要求,可大大提高项目管理的整体效率和效益。

参考文献:

[1] 刘振亚.智能电网技术[M].北京:中国电力出版社,2010。

[2] 刘振亚.国家电网公司输变电工程通用设计110(66)~500kV变电站分册[M].北京:中国电力出版社,2011.

[3] 国家电网公司.智能变电站技术导则[M].北京:中国电力出版社,2009。

[4] 国家电网公司.国家电网公司2011年新建变电站设计补充规定[M],北京:中国电力出版社,2011。


[1][2]