國(guó)家對(duì)于智能電網(wǎng)的重視程度,且發(fā)展特高壓和智能電網(wǎng),已成為國(guó)家能源戰(zhàn)略的重要內(nèi)容。智能變電站作為智能電網(wǎng)中變電環(huán)節(jié)的重要組成部分,也勢(shì)必將跟隨國(guó)家戰(zhàn)略政策和國(guó)家的重視程度而騰飛。
根據(jù)《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃綱要》指出發(fā)展特高壓等大容量、高效率、遠(yuǎn)距離先進(jìn)輸電技術(shù),依托信息、控制和儲(chǔ)能等先進(jìn)技術(shù),推進(jìn)智能電網(wǎng)建設(shè)。由此可見(jiàn)國(guó)家對(duì)于智能電網(wǎng)的重視程度,且發(fā)展特高壓和智能電網(wǎng),已成為國(guó)家能源戰(zhàn)略的重要內(nèi)容。在2009年5月,國(guó)家電網(wǎng)率先提出了建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展,具有信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特征的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的戰(zhàn)略目標(biāo)。智能變電站作為智能電網(wǎng)中變電環(huán)節(jié)的重要組成部分,也勢(shì)必將跟隨國(guó)家戰(zhàn)略政策和國(guó)家的重視程度而騰飛。
2017年我國(guó)電網(wǎng)工程建設(shè)完成投資5315億元,同比微降2.2%,為2015年以來(lái)首次下降,其主要原因是2016年電網(wǎng)投資增速較高而產(chǎn)生的基數(shù)效應(yīng),受國(guó)家配電網(wǎng)建設(shè)改造行動(dòng)計(jì)劃及新一輪農(nóng)村電網(wǎng)改造升級(jí)等政策引導(dǎo),2016年電網(wǎng)投資增速大漲至16.9%。2018年我國(guó)電網(wǎng)投資開(kāi)始有所回暖,2018年完成投資額為5373億元,同比上漲0.6%。2019年,我國(guó)電網(wǎng)投資規(guī)模又呈現(xiàn)下降趨勢(shì),完成投資額4856億元,同比下降9.6%。2020年上半年,我國(guó)電網(wǎng)完成投資額1657億元,同比上升0.79%。
由于新冠肺炎疫情影響著電網(wǎng)工程的建設(shè),導(dǎo)致電網(wǎng)工程投資完成率下降,但是這也不妨礙電網(wǎng)的投資建設(shè)。根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)在2020年7月召開(kāi)的年中工作會(huì)議指出,國(guó)家電網(wǎng)立足“六穩(wěn)”“六?!贝缶?,將年度投資計(jì)劃由4186億元調(diào)增至4600億元,增長(zhǎng)9.9%,預(yù)計(jì)帶動(dòng)社會(huì)投資超9000億元,整體規(guī)模達(dá)1.4萬(wàn)億元。因此,前瞻預(yù)測(cè),未來(lái)國(guó)家電網(wǎng)將更加注重精準(zhǔn)投資,把資金重點(diǎn)投入到助力打贏三大攻堅(jiān)戰(zhàn)、推動(dòng)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展等。
在“十二五”期間,國(guó)家電網(wǎng)公司大力開(kāi)展智能變電站試點(diǎn)工作,建立了智能變電站關(guān)鍵技術(shù)基本理論、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,積累了眾多的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)等,奠定了全面推廣建設(shè)智能變電站的基礎(chǔ),共建智能變電站8000座。根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)的資料顯示,我國(guó)智能變電站建設(shè)已由點(diǎn)向面推進(jìn),從北川110 kV智能變電站到220 kV西涇智能變電站,從500kV蘭溪變電站到世界電壓等級(jí)的智能變電站——750 kV延安變電站,從國(guó)內(nèi)首座以“鏡像”方式布局的500 kV智能變電站——500kV常熟南變電站再到首座330 kV等級(jí)智能變電站。我國(guó)智能變電站建設(shè)在不斷取得新突破的同時(shí),技術(shù)也日漸成熟。
根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)發(fā)布的《國(guó)家電網(wǎng)智能化規(guī)劃總報(bào)告》,在第一階段(2009~2010年),國(guó)家電網(wǎng)新建智能變電站46座,在運(yùn)變電站智能化改造28座;第二階段(2011~2015年),國(guó)家電網(wǎng)新建智能變電站8000座,在運(yùn)變電站智能化改造50座;在第三階段(2016~2020年),國(guó)家電網(wǎng)新建智能變電站7700座,在運(yùn)變電站智能化改造44座。根據(jù)國(guó)家政策以及對(duì)變電站智能化的決心,前瞻預(yù)測(cè)“十四五”期間智能變電站將新建7411座,在運(yùn)改造39座。
從等級(jí)來(lái)看,國(guó)家電網(wǎng)以110kV為發(fā)展重點(diǎn)。在新建智能變電站方面,根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)的規(guī)劃,新增110kV智能變電站5014座,占新建智能變電站總數(shù)的31.84%;其次為220kV,新增智能變電站2321座,占比14.74%。
根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司電子商務(wù)平臺(tái)近年來(lái)招標(biāo)趨勢(shì),前瞻進(jìn)一步預(yù)測(cè)出在“十四五”期間,不同電壓的智能變電站的新增及改造數(shù)量。在“十四五”時(shí)期,我國(guó)智能變電站的市場(chǎng)需求容量約為1581.12億元。其中,750kV智能變電站的市場(chǎng)需求將達(dá)到453.69億元,占比28.69%;其次為500kV智能變電站,市場(chǎng)需求將達(dá)到382.74億元,占比24.21%。
智能變電站根據(jù)其電能的生產(chǎn)、變壓、輸送、分配和使用的安全、優(yōu)質(zhì)、可靠以及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求可分為一次設(shè)備和二次設(shè)備。其中,電氣一次設(shè)備是指直接用于生產(chǎn)、輸送和分配電能的生產(chǎn)過(guò)程的高壓電氣設(shè)備;可分為能量轉(zhuǎn)換設(shè)備、開(kāi)關(guān)設(shè)備、載流導(dǎo)體、互感器、電抗器和避雷器。
截至2020年9月初國(guó)家電網(wǎng)變電項(xiàng)目關(guān)于互感器各批次招標(biāo)中,第三批次招標(biāo)規(guī)模最大,為1940臺(tái);其次是第二批,為1413臺(tái);招標(biāo)規(guī)模最小的是第四批,為773臺(tái)。
在不同類型互感器招標(biāo)規(guī)模中,500kV互感器招標(biāo)規(guī)模最大,占比達(dá)31.97%;其次是110kV互感器,占比為6.3%;招標(biāo)規(guī)模最小的是330kV變壓器,占比僅為1.39%。
從各省的國(guó)家電網(wǎng)公司對(duì)互感器的需求量來(lái)看,截止到2020年9月初需求最多的是521個(gè)的國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司,占比12.63%;其次是國(guó)網(wǎng)黑龍江省電力有限公司,需求量為347個(gè)。
根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司電子商務(wù)平臺(tái)近年來(lái)招標(biāo)數(shù)據(jù),前瞻預(yù)測(cè),在“ 十 四 五” 期 間,110kV、220kV、330kV、500kV和750kV智能變電站新增占變電站數(shù)量為42%、25%、11%、13%和10%;改造數(shù)量占變電站數(shù)量比約為15%、39%、3%、39%和4%。同時(shí),前瞻選取當(dāng)前不同電壓智能變電站的互感器的平均價(jià)格,預(yù)測(cè)出在“十四五”時(shí)期,我國(guó)智能變電站互感器的市場(chǎng)需求容量約為21.32億元。
近年來(lái),江蘇經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展較快,帶動(dòng)電力需求穩(wěn)步增長(zhǎng),江蘇電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)一步加強(qiáng)。2018年,江蘇電網(wǎng)建成的世界規(guī)模最大的“虛擬電廠”—大規(guī)模源網(wǎng)荷友好互動(dòng)系統(tǒng),規(guī)模達(dá)到260萬(wàn)kW,實(shí)現(xiàn)了全省全覆蓋,解決了過(guò)去只能用限電的方式應(yīng)對(duì)電網(wǎng)線路發(fā)生故障或者電源不足的問(wèn)題。2019年,江蘇電網(wǎng)首次實(shí)現(xiàn)雙線路故障自愈,新一代配電主站系統(tǒng)建設(shè)已經(jīng)全面鋪開(kāi)。
目前,江蘇省已經(jīng)成為我國(guó)負(fù)荷最密集、規(guī)模最大的升級(jí)電網(wǎng),支撐著我國(guó)超過(guò)10%的經(jīng)濟(jì)體量。江蘇省已經(jīng)建成了投運(yùn)1000kV淮上特高壓交流和±800kV雁淮、錫泰特高壓直流以及15座500kV、120座220kV變電站,建成投運(yùn)110kV及以上輸電線路1.47萬(wàn)km,江蘇已形成以“一交三直”特高壓為主干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的交直流混聯(lián)電網(wǎng)格局。江蘇省居民戶均配變?nèi)萘恳堰_(dá)4.58 kVA,為國(guó)家電網(wǎng)系統(tǒng)平均水平的2.8倍。
江蘇省經(jīng)濟(jì)近年來(lái)快速發(fā)展,2015~2020年江蘇省GDP逐年增長(zhǎng)。2020年上半年,由于新冠肺炎疫情的影響,江蘇省的增速為0.9%。區(qū)域經(jīng)濟(jì)的快速、高質(zhì)量發(fā)展和人們對(duì)美好生活的向往,對(duì)江蘇省的電網(wǎng)發(fā)展提出了更高要求。智能電網(wǎng)的建設(shè)滿足了生態(tài)城20%清潔能源的接入需求,供電可靠率達(dá)99.999%,智能變電站是國(guó)家電網(wǎng)的重要組成部分,江蘇省智能變電站建設(shè)勢(shì)在必行。
江蘇省電力長(zhǎng)期處于供不應(yīng)求,2014~2020年,江蘇省發(fā)電量和用電量均逐年上漲,但是用電量增速仍不及發(fā)電量增速。2020年1~7月江蘇省累計(jì)發(fā)電量2733.81億kWh,同比下降6.42%。其中,統(tǒng)調(diào)電廠累計(jì)2454.6億kWh,同比下降7.30%,非統(tǒng)調(diào)電廠累計(jì)279.21億kWh,同比增長(zhǎng)2.08%。2020年1~7月江蘇省用電量3391.30億kWh,同比下降4.72%。
《江蘇省“十三五”電力發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃》提出以轉(zhuǎn)變電力發(fā)展方式為主線,以保障電力供應(yīng)安全為首要任務(wù),著力推進(jìn)電源結(jié)構(gòu)優(yōu)化,著力推進(jìn)電力節(jié)能減排,著力推進(jìn)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè),著力推進(jìn)科技裝備升級(jí),著力推進(jìn)電力體制改革,努力構(gòu)建清潔、高效、安全、可持續(xù)的現(xiàn)代電力工業(yè)體系,為建設(shè)“強(qiáng)富美高”新江蘇提供堅(jiān)實(shí)可靠的電力保障。
在2020年1月,江蘇省人大發(fā)布的《江蘇省電力條例》將可再生能源、清潔能源、電能替代、綜合能源服務(wù)等內(nèi)容寫入江蘇立法,并且明確提出電力規(guī)劃應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)智能電網(wǎng)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展,運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)、信息通信和智能控制技術(shù)等,提高電網(wǎng)與發(fā)電側(cè)、需求側(cè)交互響應(yīng)能力,構(gòu)建源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)發(fā)展、集成互補(bǔ)的能源互聯(lián)網(wǎng),促進(jìn)綜合能源服務(wù)等新業(yè)態(tài)發(fā)展。
2010年,江蘇宣布正式拉開(kāi)智能電網(wǎng)建設(shè)的序幕,國(guó)家電網(wǎng)公司支撐智能電網(wǎng)信息化第一批項(xiàng)目啟動(dòng),并且根據(jù)區(qū)域發(fā)展特點(diǎn)分類推進(jìn)。2017年,國(guó)網(wǎng)江蘇電力開(kāi)展了36項(xiàng)專項(xiàng)工程(行動(dòng))建設(shè)。2018年9月,江蘇人民政府印發(fā)了《智慧江蘇建設(shè)三年行動(dòng)計(jì)劃(2018-2020年)》,在智慧能源方面,《計(jì)劃》提出深化智能電網(wǎng)建設(shè),提高從電廠、變電站、高壓輸電線路直至用戶終端的精細(xì)化管理和自動(dòng)化運(yùn)營(yíng)能力,并力爭(zhēng)在2020年全面建成智能電網(wǎng)體系。目前,江蘇省已經(jīng)初步形成了大受端堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)發(fā)展、源網(wǎng)荷協(xié)調(diào)控制、綠色低碳能源消費(fèi)、智能配用電四大典型模式,江蘇省智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)格局基本形成。
江蘇省自改革開(kāi)放以來(lái),變電站從建設(shè)到管理、從個(gè)數(shù)到容量,從設(shè)備到技術(shù)等都發(fā)生了翻天覆地的變化。2013年江蘇省實(shí)現(xiàn)首座500kV“兩型一化”智能變電站并在溧陽(yáng)投運(yùn),之后在江蘇省全面推進(jìn)智能變電站的建設(shè),江蘇智能變電站的建設(shè)在全國(guó)處于領(lǐng)先地位。目前,江蘇新建的變電站均為智能變電站。
在2020年3月17日,江蘇省宜興公布了“十四五”電網(wǎng)規(guī)劃。在主要骨干網(wǎng)架方面,“十四五”期間,宜興電網(wǎng)將擁有220kV變電站15座,主變27臺(tái),220kV變電容量共計(jì)4860 MVA;其中新建220kV變電站4座,主變5臺(tái)、擴(kuò)建220kV變電站2座,主變2臺(tái)。同時(shí),結(jié)合宜興市城市形態(tài),承上啟下做強(qiáng)110kV網(wǎng)架,宜興電網(wǎng)將擁有110kV變電站59座,主變118臺(tái),11kV變電容量共計(jì)5967MVA;其中新建110kV變電站16座,主變32臺(tái)、改造110kV變電站1座,主變2臺(tái)。另外,宜興市14座35 kV變電站全部退役完畢,且無(wú)新建。
江蘇省“電力十三五”規(guī)劃和2020年《江蘇省電力條例》均明確提出將力爭(zhēng)打造江蘇省智能電網(wǎng)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展,構(gòu)建源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)發(fā)展、集成互補(bǔ)的能源互聯(lián)網(wǎng);而智能變電站作為發(fā)電廠、電網(wǎng)和電力用戶的重要節(jié)點(diǎn),以全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求自動(dòng)完成信息采集、測(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)量和檢測(cè)等功能并支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策和協(xié)同互動(dòng),智能變電站的需求潛力巨大。