- 頭條引領智能配電技術新風向2012-12-26 作者：劉星 王藝蒙 | 來源：《電氣技術》 | 點擊率：導語智能電網作為新能源技術革命的核心力量和未來電網的發展方向，正逐漸受到國內外的高度關注。有這樣一批企業，他們不直接參與電網架構的搭建，卻是電力行業不可或缺的中流砥柱，產品也業已成為助力中國電力工業騰飛的“加速器”，他們-就是智能電網配套設備供應商們。
——專訪北京水木源華電氣有限公司研發總監程干江
本刊記者 劉星 王藝蒙
智能電網作為新能源技術革命的核心力量和未來電網的發展方向，正逐漸受到國內外的高度關注。有這樣一批企業，他們不直接參與電網架構的搭建，卻是電力行業不可或缺的中流砥柱，產品也業已成為助力中國電力工業騰飛的“加速器”，他們-就是智能電網配套設備供應商們。
在北京市海淀區永豐產業基地，北京水木源華電氣股份有限公司（下簡稱水木源華）絕對是一家響當當的企業，不僅是因為其“水木源華”聯想到的“水木清華”，更因為其在電力系統配電領域的影響力以及在國家智能電網建設中發揮著不可替代的作用。
“水木源華的主要業務側重在配電和輸電上，輸網相對來說物理結構比較簡單，不容易出現很多的故障。但配網相對比較復雜，而且隨著智能電網的建設發展，計算機、電子信息化技術大量介入配網，需要解決的問題就更多了。”水木源華研發總監程干江首先向記者指出水木源華的企業定位和特質，“因此，我們自企業創建之初就堅持以故障定位為基礎的新型配網自動化綜合方案提供商為企業目標，并經過9年的奮斗，牢牢地在配網自動化領域形成了強大的創新力。”
技術源自清華
技術與人才是企業生存發展的關鍵因素。水木源華的技術依托于清華大學，其中很多技術就源自清華的力量。如激光除冰技術，就是清華提供樣機，水木源華與清華合作研發制造并大規模生產，這個設備可以說是目前國際上最實用的一個桿塔和變電站的除冰設備,也是唯一能在線不停電除冰的設備，尤其對絕緣子，作用和意義重大。再如電子互感器，也是清華的技術，它是智能電網的基礎傳感器，可以滿足現代電力系統中高壓向智能化、模塊化、小型化、多功能、免維護方向發展的關鍵設備之一。
水木源華的產品廣受客戶青睞，除了引進清華的技術，人才的培養也是不可或缺的一面，技術與人才相輔相成。水木源華的科研隊伍絕大部分也都來自清華大學電機工程系，用“清華幫”來形容這支實力強勁的科研隊伍，亦實不為過。
“水木源華的員工自進入公司后，除了自身擁有較豐富的專業背景外，定期還會有高校教授、高科技技術專家，公司中高層技術人員為他們授課培訓，切實提高他們的專業技術能力，能力提升是一個循序漸進的積累過程。”程干江介紹說。
目前，水木源華的核心研發隊伍有50多人，他們有著豐富的技術和運行經驗，積極致力于智能電網設備的研發生產，開發孵化清華大學的最新科技成果，并與電機工程系多個研究所在配電自動化、智能傳感器等多個領域進行了廣泛合作。
“我們中高層管理人員就有這樣的責任和義務，提高他們的實際應用能力。以我舉例來說，平均一個月我要講一次課，平時基本每兩個星期要去員工中間交流溝通，跟進了解他們的技術掌握情況，也是跟著他們一起學習進步。”程干江笑著說，“當然，這也是員工福利的一部分，福利并不僅僅指工資，學習專業技能提升能力也是員工福利的重要組成部分，而且還是很重要的一部分，只有能力提高了才能得到更大的發展，才是一個值錢的潛力股。”
領先的故障查找專家
清華的技術再加上水木源華強勁的研發團隊，水木源華在配電領域開發研制了一系列備受客戶青睞和業界好評的產品，其技術先進性在國內是首屈一指的，引領著行業發展新風向。
水木源華起家的拳頭產品是配電線路故障在線監測系統，也叫帶通訊的故障指示器，該產品分架空型和電纜型。水木源華也是國內最早開發故障監測系統的公司，目前已發展到第六代技術，技術先進性與可靠性居國內首位，占據了國內絕大部分市場，已運行超過300個電力用戶。
國內有實力做這個產品的公司目前只有2~3家。國內有幾家公司雖然也做配電線路的故障檢測設備，但市場反饋情況不是很樂觀，出了故障設備檢測不出來，沒有故障的時候又誤報有故障。水木源華的技術就克服了上述難題，故障檢測終端可以將故障信息、負荷電流進行直接遙測，在監控中心30秒就能找到具體故障區段。
配電線路的故障檢測是個世界性難題，在任何一個實驗室都無法進行模擬，而教科書上的原理以及各種理論的參考價值也非常有限。在這一領域，水木源華的核心技術研發人員積累的經驗相當豐富，尤其是現場經驗，在國內更是無人能及。從事這個項目的技術人員早在1992年就開始從事這方面的工作，也是國內最早研制配電線路故障指示器的人，他們在20年的時間里在現場做了大量的實驗，所以說水木源華的故障檢測產品是通過現場上萬次的實驗后不斷完善的。
隨著國家智能電網建設的推進，水木源華的配電線路故障檢測設備已成了一種必需品。在農村，配電自動化甚至還沒有開始，就已經預先安裝了水木源華的設備。據統計，水木源華公司70％的收入來源于配電線路的故障檢測設備。
一個屏幕，掌控整個電網
在故障檢測系統的基礎上，水木源華又推陳出新，研制推出了故障定位系統。相較于普通短路故障的查找，故障定位系統把觸角伸向了隱蔽性強的接地故障。
我國地域廣闊，國家的配網覆蓋面積較大，配網實際上就是一個網狀的結構，在這個復雜的網絡結構中會有很多問題，其中最突出的一個問題就是單相接地的故障。我國的配網大部分是小電流接地系統，在出現單相接地故障時，供電局一般允許接地故障在線運行兩個小時，在這兩個小時之內一定要找到故障、排除故障、解決問題。
但是，單相接地故障不同于普通的故障，比如說短路故障，很明顯很容易查找，單相接地故障很隱蔽，比如一個絕緣子擊穿了，它并沒有完全的燒壞，外表也很難發現，但確確實實是產生了接地故障，傳統的解決方法是通過分段合閘，通過一合一斷看問題是否排除了。這樣查找起來不僅困難，又特別費人費力，影響電網整體的供電可靠性。
程干江介紹說：“提高供電可靠性，就要縮短停電時間，它包括兩個時間，一個是查找故障的時間，一個是解決故障的時間，其實查找故障的時間比解決故障的時間還要長，故障定位系統就大大縮短了查找故障的時間，而且操作起來簡單方便，不需要太多的人力物力，不需要安裝開關等，尤其適合遠距離或放射狀的線路。”
故障定位系統可以把配電網上的某一個區段、某一個點位，出現某種類型的故障，接地、短路的故障，很直觀的顯現在監控中心的大屏幕上，做到了“一個屏幕，掌控整個電網”，方便了供電局日常的規劃和運營，這就是水木源華的故障定位系統，是配電自動化的重要輔助手段。截至目前，在城市的配電自動化領域，水木源華故障定位系統的應用已經達到了40%左右。
配電網的“萬用表”--“傻瓜式終端”
繼故障檢測定位系統后，水木源華又自主研發了配電線路自動化遠方終端LTU，被行業人士譽為配電網“萬用表”，能實時采集配電線路的各種參數數據，為配網的升級改造提供全方位資料，同時方便管理人員的日常管理和運營。
智能配電網的目標是實現配電網故障快速查找，快速隔離，實現數據實時采集，對配電網做到可觀、可控。目前，供電局主要是通過饋線自動化技術解決故障快速隔離問題，而實現饋線自動化主要是通過帶FTU的智能開關。這種方式投資頗大，在國內一直處于試點階段，尤其在農網領域無法大面積推廣應用，這在一定程度上抑制了配網自動化的發展。
在人們對電力設備期待日益高漲的當下，水木源華研發的配電線路自動化遠方終端LTU，可以實現配電線路遙測、遙信、遙調（三遙）功能，結合目前線路上使用的普通開關，即可以實現帶遙控的“四遙”功能。LTU可以準確檢測線路的短路故障、停送電、三相電壓、三相電流、有功、無功、零序電壓、零序電流等，還可以對包括干線、分支的整個配電線路的運行狀況一目了然。
“供電局的一般技術工人對配電終端不是很明白，不敢使用，一旦有問題就打電話叫廠家過去調試維修。后來我們就在想，如果要使配網自動化大面積推廣，就必須解決這個問題，即讓電力系統的一般技術工人都敢去用，這樣我們就萌發了傻瓜式終端的想法。”程干江表示，“LTU終端上安裝了幾個簡單的撥碼，能實現比較專業的標定、通訊、驗證、功能的驗證等等，這樣撥幾個撥碼就能知道這個裝置目前運行是不是可靠，是不是穩定，精度是不是滿足要求，功能是否正常等等，如此一來既省時省力又省事。”
LTU不僅真正實現了遠方監控的智能化，還可節約大量資金。在不久的將來，我國配電自動化將得到全面推廣建設，但是目前線路上已經安裝了許多柱上開關，如果都拆掉換成帶FTU的智能開關，將是巨大的浪費。但是，如果在原來的普通開關旁邊安裝一個LTU（造價是FTU的四分之一），就可以實現遙控，且采集的數據比目前國內的FTU采集的數據還要齊全。這樣LTU加上普通開關的價格是帶FTU智能開關的二分之一。因此，在農網線路投資很少的資金就能完全實現饋線自動化。
配電線路自動化終端LTU開啟了我國不安裝開關卻可以實時采集中壓線路數據的時代，為我國全面提升設備智能化水平，實現電網安全在線預警和設備智能化監控注入了新力量，它的誕生將是配電自動化的有力補充，亦將大大加快配電自動化的建設發展。據估計，LTU未來的需求量會特別大，一個省的需求規模將達到20~30個億。
讓電網更穩定、更智能
隨著水木源華一系列智能電網設備的研發生產且備受客戶青睞，技術專利亦是滿載而歸，據統計，水木源華獲得了70多項國家專利。水木源華還是中國電力企業聯合會常務理事單位，先后被評為中關村新銳百強企業、北京市高新技術企業、中國2010年度創新優秀企業。
水木源華本著自強不息、責任、高效、勤奮的精神，在智能電網建設領域樹立了自己的品牌，業務遍及全國各地，包括國家電網、南方電網、勝利油田、大慶油田、神朔鐵路等。
在國家大力建設智能電網的大背景下，在計算機技術和電力設備二次系統測量、保護裝置的數字化趨勢不可擋的形勢下，水木源華應時應勢而動。近期，水木源華的目標是把故障定位系統的接地故障檢測定位功能有效融合進配網自動化終端里去，使二者真正一體化，讓配網自動化終端也真正具有接地故障的檢測功能，這將進一步提高配網自動化終端的實用性和推進智能電網的發展。
程干江解釋說：“配網自動化終端，像FTU、LTU可以檢測出大的故障信號，對接地故障的微弱信號反應遲鈍檢測不出來，因此把故障定位系統融入到配電終端FTU、LTU里去，使其真正擁有接地檢測功能，這將是近期我們研發的重點，這樣，我們的FTU就是唯一真正能檢測接地的，這是一個重大的技術突破。”
水木源華在技術和產品不斷推陳出新、精益求精的基礎上，堅持“讓城鄉電網停電時間更短一些”，讓電網更智能、更節約、更高效、更穩定，所以水木源華未來的發展方向就是開發出更多更好的能夠讓電網更穩定、更智能的設備和產品，同時也會考慮一些新能源技術產品的研發，引領智能配電技術新風向，為我國智能電網的建設與發展積極貢獻自己的力量。
