第2章 中压开关行业发展背景

2.1 建设坚强型智能电网

1.概述

“十二五”期间，我国电力建设步伐不断加快，多项指标居世界首位。截至2015年底，全社会用电量达到5.69万亿kW·h，全国发电装机容量达15.3亿kW。华北、华中、华东、东北、西北和南方六个区域各级电网网架不断完善，配电网供电能力、供电质量和装备水平显著提升，智能化建设取得突破，农村用电条件得到明显改善，全面解决了无电人口的用电问题。

坚强智能电网是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，具有信息化、自动化和互动化特征，包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节，覆盖所有电压等级，实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合的现代电网。

智能电网具有坚强、自愈、兼容、经济、继承和优化的特征。与传统电网相比，智能电网体现出电力流、信息流和业务流高度融合的显著特点，其先进性和优势主要表现在：

1）具有坚强的电网基础体系和技术支撑体系，能够抵御各类外部干扰和攻击，能够适应大规模清洁能源和可再生能源的接入，电网的坚强性得到巩固和提升。

2）信息技术、传感器技术、自动控制技术与电网基础设施有机融合，可获取电网的全景信息，及时发现、预见可能发生的故障。故障发生时，电网可以快速隔离故障，实现自我恢复，从而避免大面积停电的发生。

3）柔性交流/直流输电、网厂协调、智能调度、电力储能和配电自动化等技术的广泛应用，使电网运行控制更加灵活、经济，并能适应大量分布式电源、微电网及电动汽车充放电设施的接入。

4）通信、信息和现代管理技术的综合运用，将大大提高电力设备的使用效率，降低电能损耗，使电网运行更加经济和高效。

5）实现实时和非实时信息的高度集成、共享与利用，为运行管理展示全面、完整和精细的电网运营状态图，同时能够提供相应的辅助决策支持、控制实施方案和应对预案。

6）建立双向互动的服务模式，用户可以实时了解供电能力、电能质量、电价状况和停电信息，合理安排电器使用；电力企业可以获取用户的详细用电信息，为其提供更多的增值服务。

2.智能电网建设在我国的正式提出

我国电力行业着力技术创新，研究与实践并举，在智能电网发展模式、理念和基础理论、技术体系以及智能设备等方面开展了大量卓有成效的研究和探索。

2009年5月，在北京召开的“2009特高压输电技术国际会议”上，国家电网公司正式发布了“坚强智能电网”发展战略。2009年8月，国家电网公司启动了智能化规划编制、标准体系研究与制定、研究检测中心建设、重大专项研究和试点工程等一系列工作。

在2010年3月召开的全国“两会”上，温家宝总理在《政府工作报告》中强调：“大力发展低碳经济，推广高效节能技术，积极发展新能源和可再生能源，加强智能电网建设。”这标志着智能电网建设已成为国家的基本发展战略。

电网已成为工业化、信息化社会发展的基础和重要组成部分。同时，电网也在不断吸纳工业化、信息化成果，使各种先进技术在电网中得到集成应用，极大提升了电网系统功能。

（1）智能电网是电网技术发展的必然趋势 近年来，通信、计算机、自动化等技术在电网中得到广泛的深入应用，并与传统电力技术有机融合，极大地提升了电网的智能化水平。传感器技术与信息技术在电网中的应用，为系统状态分析和辅助决策提供了技术支持，使电网自愈成为可能。调度技术、自动化技术和柔性输电技术的成熟发展，为可再生能源和分布式电源的开发利用提供了基本保障。通信网络的完善和用户信息采集技术的推广应用，促进了电网与用户的双向互动。随着各种新技术的进一步发展、应用并与物理电网高度集成，智能电网应运而生。

（2）发展智能电网是社会经济发展的必然选择 为实现清洁能源的开发、输送和消纳，电网必须提高其灵活性和兼容性。为抵御日益频繁的自然灾害和外界干扰，电网必须依靠智能化手段不断提高其安全防御能力和自愈能力。为降低运营成本，促进节能减排，电网运行必须更为经济高效，同时须对用电设备进行智能控制，尽可能减少用电消耗。分布式发电、储能技术和电动汽车的快速发展，改变了传统的供用电模式，促使电力流、信息流、业务流不断融合，以满足日益多样化的用户需求。

电力技术的发展，使电网逐渐呈现出诸多新特征，如自愈、兼容、集成和优化，而电力市场的变革，又对电网的自动化、信息化水平提出了更高要求，从而使智能电网成为电网发展的必然趋势。

3.我国建设智能电网的有利条件

多年来，我国电力行业大力加强电网基础建设，同时密切关注国际电力技术发展方向，重视各种新技术的研究创新和集成应用，自主创新能力快速提升，电网运行管理的信息化、自动化水平大幅提高，科技资源得到优化，建立了位居世界技术前沿的研发队伍和技术装备，为建设智能电网创造了良好条件。

1）在电网网架建设方面，网架结构不断加强和完善，特高压交流试验示范工程和特高压直流示范工程成功投运并稳定运行；全面掌握了特高压输变电的核心技术，为电网发展奠定了坚实基础。

2）在大电网运行控制方面，具有“统一调度”的体制优势和丰富的运行技术经验，调度技术装备水平国际领先，自主研发的调度自动化系统和继电保护装置获得广泛应用。

3）在通信信息平台建设方面，建成了“三纵四横”的电力通信主干网络，形成了以光纤通信为主，微波、载波等多种通信方式并存的通信网络格局；SG186工程取得阶段性成果，ERP、营销和生产等业务应用系统已完成试点建设并开始大规模推广应用。

4）在试验检测手段方面，已根据智能电网技术发展的需要，组建了大型风电网、太阳能发电和用电技术等研究检测中心。

5）在智能电网发展实践方面，各环节试点工作已全面开展，智能电网调度技术支持系统、智能变电站、用电信息采集系统、电动汽车充电设施、配电自动化和电力光纤到户等试点工程进展顺利。

6）在大规模可再生能源并网及储能方面，深入开展了集中并网、电化学储能等关键技术的研究，建立了风电接入电网仿真分析平台，制定了风电场接入电力系统的相关技术标准。

7）在电动汽车充放电技术领域，我国在充放电设施的接入、监控和计费等方面开展了大量研究，并已在部分城市建成电动汽车充电运营站点。

8）在电网发展机制方面，我国电网企业业务范围涵盖从输电、变电、配电到用电的各个环节，在统一规划、统一标准和快速推进等方面均存在明显的优势。

4.《电力发展“十三五”规划（2016—2020年）》中关于智能电网建设的任务

（1）智能高效，创新发展的发展原则 《电力发展“十三五”规划（2016—2020年）》提出，电力工业“十三五”期间要加强发输配用交互响应能力建设，构建“互联网+”智能电网。加强系统集成优化，改进调度运行方式，提高电力系统效率。大力推进科技装备创新，探索管理运营新模式，促进转型升级。

（2）推进智能电网建设的重点任务 《电力发展“十三五”规划（2016—2020年）》提出，电力工业“十三五”期间将推进“互联网+”智能电网建设；全面提升电力系统的智能化水平，提高电网接纳和优化配置多种能源的能力，满足多元用户供需互动需求；实现能源生产和消费的综合调配，充分发挥智能电网在现代能源体系中的作用。

电力工业“十三五”的任务：

1）提升电源侧智能化水平，加强传统能源和新能源发电的厂站级智能化建设，促进多种能源优化互补。

2）全面建设智能变电站，推广应用在线监测、状态诊断和智能巡检系统，建立电网对山火、冰灾和台风等各类自然灾害的安全预警体系。

3）推进配电自动化建设，根据供电区域类型差异化配置，整体覆盖率达90%，实现配电网可观可控。

4）提升输配电网络的柔性控制能力，示范应用配电侧储能系统及柔性直流输电工程。

5）构建“互联网+”电力运营模式，推广双向互动智能计量技术应用。

6）加快电能服务管理平台建设，实现用电信息采集系统全覆盖。全面推广智能调度控制系统，应用大数据、云计算、物联网和移动互联网技术，提升信息平台承载能力和业务应用水平。

7）调动电力企业、装备制造企业和用户等市场主体的积极性，开展智能电网支撑智慧城市创新示范区，合力推动智能电网发展。

（3）“互联网+”智慧能源的创新模式 “十三五”期间，我国电力工业将发电、输配电、负荷和储能融入智能电网体系中，加快研发和应用智能电网、各类能源互联网关键技术装备，实现智能化能源生产消费基础设施、多能协同综合能源网络建设、能源与信息通信基础设施深度融合，建立绿色能源灵活交易机制，形成新型城镇多种能源综合协同、绿色低碳及智慧互动的供能模式。

5.智能电网建设对中压开关的要求

智能电网的建设，对中压开关设备提出了以下要求。

（1）安全 保障对象：人身安全、设备安全。保障状态：正常运行、自身故障、相邻故障和自然灾害。保障措施：贯穿成品的研发、制造、运输及使用全过程；统计、分析和整理影响安全的因素和状态；可能涉及到安全的各种预案。例如，与中压成套设备相关联的安全：所有事故有人在场的情况达75%，所以让人远离设备是保证安全最重要的一项工作；可降低成本，不用人到现场，无交通成本。

（2）稳定 运行可靠免维护，最起码要达到少维护和便于维护的要求。运行期间变化不大或有规律，也是全寿命管理的基础。

（3）智能 无需人工干预，就能独立地执行相关指令。智能感知是指对设备自身运行状况进行的在线感知。不同的电力设备需要重点感知的内容不同，如中压成套设备在线监测的重要性排名为：触头温升、二次元器件、机械特性、真空度和局部放电。温升包含梅花触头、母排、电缆头和低压室。

智能识别是指对各种类别故障的识别和定位。智能控制是指具有信息网络化交互、共享的控制方式。主要有设备的状态评估，故障预测、预警，故障控制，寿命预测及管理；其中，故障控制应根据不同设备的不同类型故障（严重程度和后果）决定是否进行自身控制或者由电网协调控制。