创新钥匙智启未来

———新一代智能变电站系列报道之投运巡礼篇

编者按：本报自2013年4月对新一代智能变电站示范工程开展系列报道以来，相继推出了设计篇、施工篇与工厂化联调篇，并持续关注6座示范站的建设进度。

本期特别策划了示范工程投运巡礼篇，梳理新一代智能变一年来的建设历程，总结示范意义，并展望未来发展趋势。

1月13日，当记者再次见到国家电网公司（简称“国网”）新一代智能变电站设计总工程师宋璇坤的时候，她脸上浮现着真挚亲切的喜悦：“我很激动！虽然过程很辛苦，但我们充满了成就感！”距离上一次见到她，已经过去了10个月。就在这短短10个月时间里，新一代智能变电站6座示范工程完成了设计、土建施工、电气安装调试与验收完整工序，于2013年12月底陆续投运，实现了开工伊始对里程碑节点的承诺。此时此刻，在北京、天津、上海、重庆、武汉5座城市，6座“运行安全可靠、系统高度集成、结构布局合理、装备先进适用、经济节能环保”的新一代智能变电站，正在各自的坐标上输送、转换着源源不断的电流，沉着地闪烁创新的光芒。

顶层设计统领全局

让我们再次回顾新一代智能变一路走来的历程。

2012年国网“两会”上，新一代智能变电站建设思路被提出。

10月，国网北京电力经济技术研究院（简称“国网经研院”）完成了顶层设计研究，提出了220千伏、110千伏GIS和AIS四个近期方案与两个远期方案，并完成了6座示范工程的选址。

12月，新一代智能变电站建设启动会召开，主要参建单位签订了责任状。

一场“全体总动员”的竞跑开始了。

2013年初，6座示范工程相继完成了可研与初设，并于4月开工建设，设备研发与招标也同时完成。

8~9月，土建施工完成，并联进行的工厂化联调先后结束。10月开始，各工程进入设备安装、边调试边验收的冲刺阶段。

11月1日，北京海鶄落110千伏变电站投运。

12月15日，重庆大石220千伏变电站投运。

12月20日，武汉未来城110千伏变电站投运。

12月22日，天津高新园110千伏变电站投运。

12月25日，北京未来城220千伏变电站投运。

12月27日，上海叶塘110千伏变电站投运。

至此，新一代智能变电站示范工程建设圆满收官。回顾建设历程，国网经研院总工程师宋璇坤认为：“顶层设计是对原有设计理念、设计方法的重大突破与变革，它不仅是技术方案，更是一种思维方式与管理模式的创新。”正是由于前期工作的充分铺路与顶层设计的战略统领，远近结合，既有创新，又具有可操作性，使得示范工程在短短9个月时间　内完成了常规变电站需要13个月乃至更长工期的工作量。

除了压缩工期之外，通过统一采用充气式开关柜等小型化设备、智能隔离断路器等集成式智能设备，统一实施就地化保护和设备布置优化，顶层设计在节约用地等方面也成效显著。例如示范工程中唯一的户外220千伏AIS变电站重庆大石站，经优化后的围墙内占地面积由32.07亩减少为18.42亩，核减42.6%；站内建筑面积由841平方米减少为300平方米，核减64.3%；等效二次屏柜数量由116面减少为82面，核减29.3%；与常规智能站相比，土建及征地费用降低19%，减少500万余元。示范工程中唯一的户内220千伏GIS变电站北京未来城站，其建筑面积则由原可研方案的7470平方米减少到5580平方米，优化核减25.3%；二次屏柜由原先的87面减少到45面，优化核减48.3%。

这些指标的优化与数据的刷新，凸显了顶层设计对后期示范工程建设提供的有力支撑。

“破”与“立”的对弈

发令枪响，承担示范工程建设的各网省公司都卯足了劲向前冲，生怕有丝毫懈怠与滞后。然而，与其说这是一场省公司间的“角逐”，倒不如说这是国网的一次自我挑战：下定决心在“破”与“立”的艰难对弈中寻找创新与未来。

何谓“破”？何谓“立”？“破”，即打破现有的设计方法，打破现有的专业细分设备招标模式，打破现有的运行维护习惯。总之，创新意味着勇于打破现状、挑战当下。

“立”，则意味着要建立下一代设计方法，建立一、二次专业融合的设备招标模式，建立全新的运行维护规程。这是新一代智能变电站引发的电网发展全方位创新。

为了建立新的设计标准，本次6个示范站的设计按照统一组织、统一管理和统一协调模式进行，主要由各省经研院承担设计，并联合外援优势设计力量，共同进行技术攻关。6个工程先后召开了20次设计对接会、6次设计联络会，并加强与设备厂商的沟通，统筹优化设计和科研之间、设计和设备之间的接口，保证设计方案正确与完整，有效压缩建设工期，提高了建设效率。可以说，

这6个示范工程的设计参数就是下一代设计标准的雏形。

其次，现有的设备招标体系对一、二次设备分别进行招标，但6个示范站均采用电子式互感器和集成式智能变压器，实现了智能组件、传感器与变压器本体的深度集成，因此国网创新探索了二次系统集成招标，由单一集成商完成站内所有二次设备供货与系统集成，最大限度提高了设备安装调试和预制进度。同时将合并单元、智能终端、在线监测IED等二次组件纳入一次设备招标，努力打破专业之间的壁垒，促进了一、二次设备的融合，为一次设备厂商指明了发展方向。宋璇坤说：“这就是我们提出的‘设计引领设备’。新的设备招标模式不仅增强了供货商的责任意识，还将推动制造企业研制更加集成可靠的设备。”然而，听起来行之有效的创新，实则需要更加严格的把关。据国网经研院通信与自动化中心主任工程师肖智宏介绍，在紧张的几个月时间里，他们为此先后多次考察走访相关的设备厂家，详细梳理现阶段关键技术研究与设备研制成果，全程参与技术研制与设备生产计划制定，确保提出的设备发展需求切实落地。

还有非常重要的一点———现有的运维习惯正在面临全新的挑战。例如，在重庆大石和武汉未来城这两个户外AIS变电站中创新采用了国内最新研制的智能隔离断路器取代传统断路器、隔离开关和接地开关，并集成了电子式互感器，标志着我国智能变电站技术装备占据了国际领先地位。该设备的革新是对传统变电站运行管理、操作规程的重大突破，不仅需要观念的变革，更加需要运行单位提前介入工程建设，与设计、施工单位共同探讨编制相应的运行规程及技术方案，确保示范工程日后的安全可靠运行。可喜的是，在6座示范站创新开展的二次系统工厂化集成联调期间，国家调度控制中心和各运维单位已经提前介入参与调试，提高了后期现场验收效率。工厂化联调相较传统的现场调试，采用了更加先进、完善的模拟故障设备，现场调试人员技术力量也能得到更好的保证，而且还与现场电气安装同步实施，进一步节约了总体工期，其优势将在日后的变电站建设中得到进一步验证。

此外，土建施工方面也存在着许多这样的“破”与“立”。如推行模块化建设技术应用，采用工厂预制式建、构筑物，预制舱式二次组合设备，实现最大化工厂加工，最小化现场施工，减少现场湿作业，提高建设效率。值得关注的是，6座示范站通过预置电缆、光缆实现了设备之间的标准化连接和一、二次设备的“即插即用”功能，避免了现场光纤熔接，二次接线工作时间较常规智能变电站减少了约50%，验证了模块化设计技术，为将来大规模推行模块化设备安装奠定了基础。

“没有不可逾越的障碍”

这里是终点，也是起点。

在刚刚结束的国网2014年“两会”上，董事长刘振亚提出2014年将启动建设50座新一代智能变电站。据悉，这50座扩大试点工程分别为110千伏28座、220千伏20座、330千伏和500千伏变电站各一座，建设周期为今年6月以后开工的当年或跨年度项目，建设过程将贯彻“安全可靠、功能集成、配置优化、工艺一流、经济高效”的新一代智能变电站概念设计原则。

随后，在2014年1月8日新一代智能变电站示范工程总结会上，国网总经理舒印彪振奋人心地指出：“没有不可逾越的障碍。”他肯定了顶层设计的思路与方法，在总结示范工程经验的基础上，进一步加大新一代智能变电站关键技术的应用，努力在2016年以后全面实现推广应用。

现有的设计方法、招标模式和运维习惯都不是不可逾越的障碍———未来蓝图如此美好，千里之行，足下初始。

据宋璇坤介绍，今年开始建设的50座扩大示范工程，将重点完成前接线前显示二次设备的应用，使得二次设备能够靠墙和背靠背布置，减少运维通道，有效节约建筑面积。更加令人振奋的消息是，无论是252千伏还是125千伏集成式智能隔离断路器，经过上一阶段的技术储备已经能够实现完全国产化，并将在下一阶段得到全面应用。届时，首批6座示范工作已经积累了半年的运行经验，它们将成为50座扩大示范工程的“镜子”，明鉴秋毫，查漏补缺。同时，本次示范未涉及的330千伏和500千伏变电站都将在下一阶段揭开神秘的面纱，它们究竟会采用何种新颖的技术方案，又会引领怎样的技术风潮，我们将持续关注。