丁泽琦 汤广瑞
来源:国家电网报
《中华人民共和国国民经济和社会发展第十五个五年规划纲要》对“着力构建新型电力系统”作出部署。电网设备作为新型电力系统的物质基础与关键支撑,其安全稳定运行面临新形势、新任务带来的多重挑战。电网设备管理需同步升级,以更高水平支撑新型电力系统和新型能源体系建设。
当前,新型电力系统加快建设,系统特性、运行环境、参与主体都在发生变化,给电网设备安全运行带来新挑战。
设备异常应力增加,安全风险升高。新型电力系统“双高”特征是引发运行环境变化的重要原因:一方面,高比例可再生能源发电出力存在波动性和间歇性,导致系统电压波动频次和幅度显著增加,同时具有转动惯量的同步发电机被替代,系统整体惯量与同步支撑能力弱化;另一方面,高比例电力电子设备接入使得电网谐波含量攀升。二者叠加产生的电能质量问题使系统运行环境更为复杂脆弱。在此环境下,变压器、输电线路等电网设备易承受局部长时过热、短时冲击等产生的异常应力,进而诱发如变压器绕组变形、关键部件绝缘老化加速等风险隐患,设备健康状态加速变化。
新型设备密集应用,管控难度升级。随着“沙戈荒”、藏东南等大型清洁能源基地开发提速,甘肃—浙江±800千伏特高压直流输电工程等应用新技术的项目规模化建设,特高压柔性直流换流阀、大容量柔性直流换流变压器、构网型静止无功发生器(SVG)等一批新型设备投入工程应用。此类设备技术路线新、复杂程度高、工程应用时间短、运行数据积累有限,部分还部署于高海拔等复杂地区,属地管理基础相对薄弱。特高压设备电压等级高、输送容量大,作为系统主网架关键节点,一旦发生异常,波及范围更广,影响程度更深,对运维技术水平、故障处置经验和状态管控精度提出前所未有的要求,设备安全运行压力持续增大。
配电网有源化转型,供电保障承压。建设新型电力系统背景下,配电网从传统“源随荷动”的无源放射网络向“源荷互动”的有源化网络转型。分布式光伏、储能、新能源汽车充电桩等设备广泛接入,部分地区分布式电源接入规模与台区消纳能力不匹配,导致有功功率倒送、线路反向重过载、局部电压越限等问题,对配电网承载力提出更高要求。同时,精密制造等高技术产业快速发展,用户对供电可靠性、电压稳定性等的要求不断提高。未来配电网设备既要耐受来自末端新能源、新业态的反送冲击,又要能满足用户更高的电能质量需求,提升配电网可靠性、灵活性、充裕性已刻不容缓。
新型电力系统建设过程中设备管理面临的挑战复杂多元、相互交织,需要做好充分研判、超前应对。近期,国家发展改革委、国家能源局印发的《关于促进电网高质量发展的指导意见》提出“增强电网安全治理能力”“促进新质生产力赋能电网发展”,为电网设备管理完善优化提供了指引。电网企业可从技术、管理、人员等方面进一步提升电网设备管理水平。
强化技术创新应用。加快构网型装备、自主化柔性直流控制保护等关键核心技术攻关,推动特高压设备核心组部件国产化应用。完善仿真试验平台建设,强化运行监控与故障处置经验积累,加快对新型设备运行与故障机理的认知掌握。深化大数据、人工智能等技术手段运用,探索智能体、数字孪生等技术应用研究,提高对设备运行环境、实时状态的精准感知,帮助识别设备潜在运行风险。建立设备健康评估模型,绘制设备数字画像,实现对设备状态的诊断评估、故障预警与趋势预测,支撑管理者决策,推动设备管理向更加科学、精细的模式转变。
优化生产管理机制。健全适应新型电力系统的设备管理制度体系,覆盖设备全业务场景和设备全生命周期管理,保障路径清晰、业务流程规范。健全完善设备主人制,抓实抓牢现场的“明白人”,发挥设备主人在全寿命周期管理、运检标准制定与执行、设备状态管控与处置等方面的作用,提高设备主人意识和设备管理能力。加快推动业务模式转型,结合变电、输电、配电等不同类型设备的特点,打造变电“无人值守+集中监控”、输电“无人机+可视化”立体巡检、配电“工单驱动+主动运维+不停电作业”等设备运维新模式。
提升人员队伍能力。加强设备管理核心业务自主实施能力,聚焦“能干、会管”,从强技能、重管控维度建设基层班组,确保核心业务“自己干”、外委业务“管得住”。注重管理人员基层实战能力提升,加强管理人员现场组织协调与解决复杂问题能力培养锻炼,全面提升管理人员对新型电力系统复杂生态的认知和驾驭能力。强化高水平专家人才培育,完善考核激励机制,培养一批具有行业影响力和专业话语权的设备专家。加快基层班组人员由“技能型”向“技术型”转变,推动技术管理下沉到班组一线,加快技术骨干培养,提升设备管理精细化水平。
面向未来,需要以新质生产力为支撑,以系统协同为核心,推动设备管理手段、技术能力、体系效能不断提高,确保电力系统在新形势、新挑战下始终保持安全、稳定、高效、经济运行,为我国经济社会高质量发展提供坚实可靠的能源电力保障。
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