新质生产力发展对电力保供及大电网安全的影响与应对策略

1. 新质生产力背景及现状

1.1 新质生产力的定义与发展

1.1.1 新质生产力的概念

• 新质生产力是指在新型电力系统架构下，通过应用新技术、新材料、新设备和新工艺，提高电力系统的生产效率和运行可靠性。
• 新质生产力是能源转型和新能源快速发展的必然产物，对传统能源的升级改造和清洁能源的开发利用具有重要意义。

1.1.2 新质生产力的发展现状

• 中国在新能源领域的发展迅速，如太阳能、风能等清洁能源的开发和利用取得显著成果。
• 随着人工智能、大数据等技术的应用，新质生产力在电力系统中的应用日益广泛，提高了电力系统的智能化和自动化水平。

1.2 新质生产力对电力保供及大电网安全的影响

1.2.1 提高电力供应的稳定性

• 新质生产力的应用可以提高电力系统的发电效率，保证电力供应的稳定性。
• 通过智能化的电力调度系统，可以更有效地分配电力资源，满足不同地区的电力需求。

1.2.2 提升电网运行的安全性

• 新质生产力的应用可以提高电网的运行安全性，降低故障发生的风险。
• 通过智能化的监控和预警系统，可以及时发现和处理电网运行中的问题，保障电网的安全稳定运行。

1.3 面临的挑战与问题

1.3.1 技术难题与创新需求

• 新质生产力的应用需要不断的技术创新和突破，以解决电力系统运行中的技术难题。
• 随着电力系统的复杂性和规模不断扩大，对新技术的需求日益迫切。

1.3.2 人才短缺与培训需求

• 新质生产力的发展需要大量的高素质人才，而目前相关人才短缺成为制约发展的瓶颈。
• 加强人才培训和引进，提高从业人员的专业水平和创新能力，是应对挑战的关键。

2. 直流换流站运行可靠性分析

2.1 换流站运行可靠性指标

2.1.1 能量可用率

• 能量可用率是指换流站在一个自然年运行过程中，换流站正常运行及正常备用的时间占全年时间的比率。
• 该指标是换流站设备运行是否稳定可靠，运检人员是否具备高维护水平的重要表征。

2.1.2 强迫停运率

• 强迫停运率是指换流站在一个自然年运行过程中，因设备故障、外力破坏以及运维不力等各类自身原因造成的直流输电系统被迫停运，无法正常输送功率的单极停运次数占运维换流站极年数的比率。
• 该指标是换流站工程质量、运维工作质效的重要体现。

2.2 换流站运行可靠性分析

2.2.1 可靠性指标统计分析

• 近年来，国网系统内换流站运行可靠性指标排名前10省份未发生变化，江苏、浙江、山东、四川一直位于前列。
• 湖北公司在能量可用率方面表现良好，但在强迫停运率方面与江苏、四川等公司存在一定差距。

2.2.2 可靠性指标横向分析

• 能量可用率方面，国网公司换流站平均能量可用率呈现逐年缓慢稳健提升的态势，平均能量可用率为97.19%。
• 强迫停运率方面，国网公司换流站强迫停运率保持在较为稳定的水平，每年发生单极停运12次左右。

2.3 可靠性指标纵向分析

2.3.1 能量可用率指标分析

• 近十年，湖北公司换流站平均能量可用率指标从 92.3%提升至 98.73%，成效显著。
• 2023年国网公司排名第二，得益于换流站年度检修质效的提升以及老旧换流站技术改造。

2.3.2 强迫停运率指标分析

• 十年来，湖北公司换流站强迫停运率指标由 0.3 次/极年下降至 0.125 次/极·年，但始终不能突破“零闭锁”目标。
• 柔性直流和特高压直流2020-2023年共发生强迫停运6次，柔直换流站自投运以来每年都发生直流强迫停运，首台首套设备的风险隐患还未完全显现，设备运行可靠性有待时间验证。

3. 应对策略与实施路径

3.1 运检模式创新

3.1.1 专业管理体系创新

• 构建“五个一流”直流运检管理体系，以武汉换流站为试点，以国际一流特高压换流站指标为参考。
• 实现管理质效世界领先、设备运行安全可靠、数字运维智慧赋能、创新创效成果丰硕、综合保障坚强有力的建设要求。

3.1.2 运检管理模式创新

• 以数字孪生前沿科技为依托，构建基于数字孪生技术的“两个主人制”运检管理模式。
• 实现运维人员对运行设备安全“负总责”管理要求，通过数智赋能管理、数智赋能设备、数智赋能作业三个框架维度。

3.1.3 设备管理机制创新

• 严格落实“管设备就是管跳闸，管跳闸就是管缺陷”的工作要求，构建新型设备缺陷隐患全过程管控机制。
• 以设备技术监督项目制为抓手，以常态排查为基础，以停电窗口为契机，针对换流站从设备入网投产，到设备正常运行，再到设备停电检修的全链条。

3.2 全面推进数智技术应用

3.2.1 建设“1个数智平台”

• 以数字换流站平台为基础，实现设备信息、运行监视、带电检测、智能研判等换流站运维业务的数字化转型。
• 与数字孪生、人工智能等先进技术相融合，实现计算推演、辅助决策、精准控制的数智化跨越。

3.2.2 构建“3大业务场景”

• 开展智慧管控、智慧运维以及智慧检修3大直流专业业务场景构建。
• 智慧管控业务场景以生产管控中心建设为抓手，构建智慧管控中心。
• 智慧运维业务场景以日常运维业务为核心，全面完成智能巡视、远程监视、一键顺控以及交直流滤波器平台等数智化系统建设。
• 智慧检修业务场景以检修、试验以及消缺应急等作业为核心，全面完成数字化运检仪器、数字表计的改造，完成柔直换流阀数字化孪生以及精益运检平台等数智化系统建设。

3.2.3 形成“3类示范换流站”

• 结合湖北直流换流站种类齐全的特点，打造智慧互动、多流合一、生态共享的数智化示范换流站。
• 加强示范引领，形成具有湖北直流特色的数智化应用新格局。

3.3 提升运检核心能力

3.3.1 强化运维核心能力建设

• 以“站长负责制”为抓手，通过分类梳理、整合优化、补充完善，形成了运行专业核心业务、维护专业核心业务、自主实施及管理项目三类清单共180项。
• 接手了原检修人员开展的紫外检测、超声波局放检测等带电检测业务8项，进一步提高了运维标准化作业水平，规范了运维作业流程。

3.3.2 强化检修核心能力建设

• 依托多专业融合性检修模式，突破专业壁垒，通过全方位、多领域、深层次的培养方式，具备开展换流阀、直流控保以及阀冷系统等直流核心设备自主检修业务能力。
• 确保检修设备全覆盖，打造检修专业“精干”“精管”两支队伍。

3.3.3 强化隐患排查治理能力

• 全面梳理国网重点隐患、历年直流闭锁事件，逐条对照反措条款，排查未治理隐患，杜绝问题重复发生。
• 制定隐患治理攻关“三单两表”，明确运检管控措施和治理计划，逐项开展单一元件闭锁、老旧设备、站用电系统隐患等治理攻关。

4. 总结

新质生产力发展对电力保供及大电网安全提出了更高要求，本文从直流换流站运行可靠性指标入手，分析了湖北公司所辖换流站运行可靠性指标提升存在的困境，从管理水平、设备质量、人员能力三个方面剖析深层次原因，提出了运检模式创新、数智技术应用和运检核心能力提升三方面应对举措，为提升换流站运检水平、保障跨区电网安全稳定提供了可行措施与实施路径。同时，新质生产力的应用也需要不断创新和探索，以适应不断变化的电力系统需求，保障电力供应的稳定性和安全性。