創新鑰匙智啟未來

———新一代智慧變電站系列報道之投運巡禮篇

編者按：本報自2013年4月對新一代智慧變電站示範工程開展系列報道以來，相繼推出了設計篇、施工篇與工廠化聯調篇，並持續關注6座示範站的建設進度。

本期特別策劃了示範工程投運巡禮篇，梳理新一代智慧變一年來的建設歷程，總結示範意義，並展望未來發展趨勢。

1月13日，當記者再次見到國家電網公司（簡稱“國網”）新一代智慧變電站設計總工程師宋璇坤的時候，她臉上浮現著真摯親切的喜悅：“我很激動！雖然過程很辛苦，但我們充滿了成就感！”距離上一次見到她，已經過去了10個月。就在這短短10個月時間裏，新一代智慧變電站6座示範工程完成了設計、土建施工、電氣安裝調試與驗收完整工序，于2013年12月底陸續投運，實現了開工伊始對里程碑節點的承諾。此時此刻，在北京、天津、上海、重慶、武漢5座城市，6座“運作安全可靠、系統高度整合、結構佈局合理、裝備先進適用、經濟節能環保”的新一代智慧變電站，正在各自的坐標上輸送、轉換著源源不斷的電流，沉著地閃爍創新的光芒。

頂層設計統領全局

讓我們再次回顧新一代智慧變一路走來的歷程。

2012年國網“兩會”上，新一代智慧變電站建設思路被提出。

10月，國網北京電力經濟技術研究院（簡稱“國網經研院”）完成了頂層設計研究，提出了220千伏、110千伏GIS和AIS四個近期方案與兩個遠期方案，並完成了6座示範工程的選址。

12月，新一代智慧變電站建設啟動會召開，主要參建單位簽訂了責任狀。

一場“全體總動員”的競跑開始了。

2013年初，6座示範工程相繼完成了可研與初設，並於4月開工建設，設備研發與招標也同時完成。

8~9月，土建施工完成，並聯進行的工廠化聯調先後結束。10月開始，各工程進入設備安裝、邊調試邊驗收的衝刺階段。

11月1日，北京海鶄落110千伏變電站投運。

12月15日，重慶大石220千伏變電站投運。

12月20日，武漢未來城110千伏變電站投運。

12月22日，天津高新園110千伏變電站投運。

12月25日，北京未來城220千伏變電站投運。

12月27日，上海葉塘110千伏變電站投運。

至此，新一代智慧變電站示範工程建設圓滿收官。回顧建設歷程，國網經研院總工程師宋璇坤認為：“頂層設計是對原有設計理念、設計方法的重大突破與變革，它不僅是技術方案，更是一種思維方式與管理模式的創新。”正是由於前期工作的充分鋪路與頂層設計的戰略統領，遠近結合，既有創新，又具有可操作性，使得示範工程在短短9個月時間　內完成了常規變電站需要13個月乃至更長工期的工作量。

除了壓縮工期之外，通過統一採用充氣式開關櫃等小型化設備、智慧隔離斷路器等整合式智慧設備，統一實施就地化保護和設備佈置優化，頂層設計在節約用地等方面也成效顯著。例如示範工程中唯一的戶外220千伏AIS變電站重慶大石站，經優化後的圍墻內佔地面積由32.07畝減少為18.42畝，核減42.6%；站內建築面積由841平方米減少為300平方米，核減64.3%；等效二次屏櫃數量由116面減少為82面，核減29.3%；與常規智慧站相比，土建及徵地費用降低19%，減少500萬餘元。示範工程中唯一的戶內220千伏GIS變電站北京未來城站，其建築面積則由原可研方案的7470平方米減少到5580平方米，優化核減25.3%；二次屏櫃由原先的87面減少到45面，優化核減48.3%。

這些指標的優化與數據的刷新，凸顯了頂層設計對後期示範工程建設提供的有力支撐。

“破”與“立”的對弈

發令槍響，承擔示範工程建設的各網省公司都卯足了勁向前衝，生怕有絲毫懈怠與滯後。然而，與其説這是一場省公司間的“角逐”，倒不如説這是國網的一次自我挑戰：下定決心在“破”與“立”的艱難對弈中尋找創新與未來。

何謂“破”？何謂“立”？“破”，即打破現有的設計方法，打破現有的專業細分設備招標模式，打破現有的運作維護習慣。總之，創新意味著勇於打破現狀、挑戰當下。

“立”，則意味著要建立下一代設計方法，建立一、二次專業融合的設備招標模式，建立全新的運作維護規程。這是新一代智慧變電站引發的電網發展全方位創新。

為了建立新的設計標準，本次6個示範站的設計按照統一組織、統一管理和統一協調模式進行，主要由各省經研院承擔設計，並聯合外援優勢設計力量，共同進行技術攻關。6個工程先後召開了20次設計對接會、6次設計聯絡會，並加強與設備廠商的溝通，統籌優化設計和科研之間、設計和設備之間的介面，保證設計方案正確與完整，有效壓縮建設工期，提高了建設效率。可以説，

這6個示範工程的設計參數就是下一代設計標準的雛形。

其次，現有的設備招標體系對一、二次設備分別進行招標，但6個示範站均採用電子式互感器和整合式智慧變壓器，實現了智慧組件、感測器與變壓器本體的深度整合，因此國網創新探索了二次系統整合招標，由單一整合商完成站內所有二次設備供貨與系統整合，最大限度提高了設備安裝調試和預製進度。同時將合併單元、智慧終端、線上監測IED等二次組件納入一次設備招標，努力打破專業之間的壁壘，促進了一、二次設備的融合，為一次設備廠商指明瞭發展方向。宋璇坤説：“這就是我們提出的‘設計引領設備’。新的設備招標模式不僅增強了供貨商的責任意識，還將推動製造企業研製更加整合可靠的設備。”然而，聽起來行之有效的創新，實則需要更加嚴格的把關。據國網經研院通信與自動化中心主任工程師肖智宏介紹，在緊張的幾個月時間裏，他們為此先後多次考察走訪相關的設備廠家，詳細梳理現階段關鍵技術研究與設備研製成果，全程參與技術研製與設備生産計劃制定，確保提出的設備發展需求切實落地。

還有非常重要的一點———現有的運維習慣正在面臨全新的挑戰。例如，在重慶大石和武漢未來城這兩個戶外AIS變電站中創新採用了國內最新研製的智慧隔離斷路器取代傳統斷路器、隔離開關和接地開關，並整合了電子式互感器，標誌著我國智慧變電站技術裝備佔據了國際領先地位。該設備的革新是對傳統變電站運作管理、操作規程的重大突破，不僅需要觀念的變革，更加需要運作單位提前介入工程建設，與設計、施工單位共同探討編制相應的運作規程及技術方案，確保示範工程日後的安全可靠運作。可喜的是，在6座示範站創新開展的二次系統工廠化整合聯調期間，國家調度控制中心和各運維單位已經提前介入參與調試，提高了後期現場驗收效率。工廠化聯調相較傳統的現場調試，採用了更加先進、完善的模擬故障設備，現場調試人員技術力量也能得到更好的保證，而且還與現場電氣安裝同步實施，進一步節約了總體工期，其優勢將在日後的變電站建設中得到進一步驗證。

此外，土建施工方面也存在著許多這樣的“破”與“立”。如推行模組化建設技術應用，採用工廠預製式建、構築物，預製艙式二次組合設備，實現最大化工廠加工，最小化現場施工，減少現場濕作業，提高建設效率。值得關注的是，6座示範站通過預置電纜、光纜實現了設備之間的標準化連接和一、二次設備的“即插即用”功能，避免了現場光纖熔接，二次接線工作時間較常規智慧變電站減少了約50%，驗證了模組化設計技術，為將來大規模推行模組化設備安裝奠定了基礎。

“沒有不可逾越的障礙”

這裡是終點，也是起點。

在剛剛結束的國網2014年“兩會”上，董事長劉振亞提出2014年將啟動建設50座新一代智慧變電站。據悉，這50座擴大試點工程分別為110千伏28座、220千伏20座、330千伏和500千伏變電站各一座，建設週期為今年6月以後開工的當年或跨年度項目，建設過程將貫徹“安全可靠、功能整合、配置優化、工藝一流、經濟高效”的新一代智慧變電站概念設計原則。

隨後，在2014年1月8日新一代智慧變電站示範工程總結會上，國網總經理舒印彪振奮人心地指出：“沒有不可逾越的障礙。”他肯定了頂層設計的思路與方法，在總結示範工程經驗的基礎上，進一步加大新一代智慧變電站關鍵技術的應用，努力在2016年以後全面實現推廣應用。

現有的設計方法、招標模式和運維習慣都不是不可逾越的障礙———未來藍圖如此美好，千里之行，足下初始。

據宋璇坤介紹，今年開始建設的50座擴大示範工程，將重點完成前接線前顯示二次設備的應用，使得二次設備能夠靠墻和背靠背佈置，減少運維通道，有效節約建築面積。更加令人振奮的消息是，無論是252千伏還是125千伏整合式智慧隔離斷路器，經過上一階段的技術儲備已經能夠實現完全國産化，並將在下一階段得到全面應用。屆時，首批6座示範工作已經積累了半年的運作經驗，它們將成為50座擴大示範工程的“鏡子”，明鑒秋毫，查漏補缺。同時，本次示範未涉及的330千伏和500千伏變電站都將在下一階段揭開神秘的面紗，它們究竟會採用何種新穎的技術方案，又會引領怎樣的技術風潮，我們將持續關注。