海能科技荣获“国家电网2024年度科技进步二等奖”

近日，海能科技取得国家电网有限公司颁发的2024年度科学技术进步奖证书，由我公司参与的“电网输变电设备输送能力动态调控关键技术及应用”项目斩获国家电网科技进步二等奖。国家电网科学技术进步奖旨在奖励国家电网公司科技进步活动中做出重要贡献的单位（集体）和个人，近年来获得了电力及相关行业的高度关注，此次获奖标志着我公司研究成果推广和应用实现新突破。

电力可靠、充足供应对国计民生意义重大。国务院曾多次发文强调“做好电力安全保供”，国家发改委《电力可靠性管理办法（暂行）2022》也将电力供应保障视为重中之重；与此同时，强制性国家标准《电力系统安全稳定导则》更是对电网安全稳定运行提出了更为严苛的要求。

输送能力是关系电网输变电设备可靠性的核心指标。长期以来，设备输送能力根据经验确定静态限值，未考虑设备运行环境和自身状态差异，只能进行刚性调节。由于中心城市负荷增长迅猛、新能源发电集中送出规模加大、极端气候及尖峰化负荷频繁出现，电力供需矛盾日益加深，主要表现在：新能源上网消纳通道受限、变压器缺乏重/过载运行支撑手段、输送断面阻塞（热稳定越限，不满足 N-1/N-2 准则）等。

传统方式主要通过新建工程提升电网输送能力，但其存在通道开辟难、建设周期长、资金投入大等问题，难以快速实施。短期内提升电网输送能力成为研究热点，开展设备输送能力动态评估与灵活调控是最有效的手段。

本项目团队产学研用协同攻关，历时十余年，围绕输变电设备热特性计算模型、输送能力动态调控方法、成套装置及系统开展研究工作，形成了输送能力动态调控系列创新成果。由我司牵头研制的变压器动态负荷智能管理系统、输电线路动态增容管理系统、电缆动态增容管理系统，在国网各省市电力公司广泛应用，有效提升了电网输变电设备输送能力和科学精准调控水平，取得了显著的经济与社会效益。

值得一提的是，新能源大发时段受输电线路额定容量限制，新能源送出与线路载流能力不匹配，特殊时期负荷迅猛增长，部分线路短时重过载问题突出，弃风限电现象较为严重（年均经济损失超百亿元）。通过加装我司研制的输电线路动态增容监测装置，挖掘线路的输送能力空间，用于解决输电通道负荷阻塞难题，充分发挥新能源送出线路的经济与社会效益。

“适应大规模高比例新能源和新型主体对电力调度的新要求，加快新型调度控制技术应用。”

“变电主设备的状态感知，实现变压器过载能力动态预测”；“利用模型计算导线最大负荷状况，预测线路导线温度变化及弧垂变化，指导调度部门合理调配线路输送容量，有序开展动态增容。”

2019年6月美国能源部《输电线路动态增容》国会报告指出：“美国主要电力系统运营商的实时拥堵成本每年高达数十亿美元，新的创新技术如输电线路动态增容(DLR)，能在短期内以较低的成本缓解拥堵，同时提高输电系统的态势感知与状态监测能力。”

2024年4月美国能源部《创新电网部署商业化扩张路径》报告指出：“未来十年预计美国电网的峰值电力需求将增长至少91吉瓦。在现有电网部署先进电网解决方案，可有效提高输配电能力，支持20-100吉瓦的额外峰值需求，同时提高电网可靠性、韧性和经济性。”其中将动态线路增容列为电网增强技术及应用的方案之一。

我司输电线路、变压器动态增容管理系统均入选国家电网（2018年）和南方电网（2021年）新技术推广目录，并已在新能源发电侧为缓解新能源入网负荷受限提供动态增容解决方案。

输电线路动态增容管理系统

输电线路动态增容管理系统旨在解决输电线路负荷能力受限、难以满足负荷增长需求等难题，在不改变已有网架结构和不影响在运线路热稳定的情况下，提升线路运行水平和负载能力。系统可实时采集线路运行工况（包括电量和非电量数据），并评估线路安全运行载流量和安全运行时间，规避增容运行或N-1运行风险，为运维和调度提供实时、动态、量化的专家系统技术数据支持，实现输电线路运行负荷的精细化、智能化管理，保障线路安全稳定运行。

📌线路状态监测

    实时监测和存储线路运行电流、导线温度

📌气象条件监测

    环境温度、日照强度、等效风速实时监测和存储

📌动态限额评估

    实施评估线路动态长期、动态短时载流量、设定运行时间下的载流量

📌线路弧垂监测

    采用温度法监测线路弧垂，保证线路安全运行

📌安全运行时间评估

    实时评估当前工况下安全运行时间、设定电流限额下的最大安全运行时间

📌风险管控和异常预警

    导线温升、负荷超限、安全运行时间超限等告警，增容运行或N-1运行风险管控

电力电缆动态增容管理系统

电缆动态增容管理系统可实时监测高压电缆线路的电缆表面温度、运行电流、附近环境温度，评估内部导体温度，用于解决电缆线路内部温度监测困难、负荷能力受限、难以满足负荷增长需求等难题，在不改变已有网架结构和不影响在运线路热稳定的情况下，系统通过预测电缆线路在当前环境温度和负荷情况下的内部暂态温升，实时评估电缆线路过负荷能力，并提供高温预警功能，实现电缆线路运行负荷的精细化、智能化管理，降低运维管控成本。

📌线路状态监测

    实时监测并展示电缆线路运行电流、电缆表面温度

📌非侵入式电缆导体温度评估

    通过热路模型实时评估电缆导体温度

📌动态限额评估

    实施评估电缆线路动态长期、动态短时载流量、设定运行时间下的载流量

📌历史数据存储与分析

    历史数据可长期存储，便于追溯和分析，掌握线路运行状态和总结运行经验

📌安全运行时间评估

    实时评估当前工况下安全运行时间、设定电流限额下的最大安全运行时间

📌风险管控和异常预警

    电缆温升、负荷超限、安全运行时间超限等告警，增容运行或N-1运行风险管控

变压器动态负荷智能管理系统

变压器动态负荷智能管理系统用于解决大型变压器运行效率低、内部温度监测困难、变压器重（过）载运行受限等难题，在不影响变压器使用寿命和安全运行前提下，提升变压器运行效率。系统由变压器负荷智能管理装置、户内柜、户外柜和数据管理平台组成，可实时监测变压器运行工况,提供油平均温度、绕组平均温度、绕组热点温度等信息，实现高温预警、变压器负荷能力评估、变压器散热风扇智能投切运行。系统基于变压器本体参数和运行工况，实时评估变压器安全运行负载和安全运行时间, 实现变压器运行负荷及寿命的精细化、智能化管理，为有效解决N-1运行方式下变压器变送容量受限问题提供科学、可信的技术支持。

📌温度和寿命损失监测

    实时评估配变各相绕组平均温度及绕组热点温度，评估变压器寿命损失

📌气象条件监测

    环境温度、日照强度、风速实时监测

📌过载能力评估

    实施评估当前条件下配变最大安全运行容量

📌温度异常预警

    单相重过载告警，温升速度过快预警，有效防止配变过热烧损

📌安全运行时间评估

    实时展示1.0-2.0倍负载率下配变安全运行时间以及当前负载下配变安全运行时间

📌风扇自适应投切

    根据变压器运行情况实现散热风扇的智能化投切控制，节能增效

配电线路动态负荷管理系统

配电线路动态负荷管理系统用于解决配电线路负荷能力受限、难以满足负荷增长需求等难题，在不改变已有网架结构和不影响在运线路热稳定的情况下，提升线路运行水平和负载能力。系统包括线路综合在线监测装置和中心主站。装置挂载运行于线路上，可实时采集线路运行工况（包括电量和非电量数据），集成边缘计算功能，可就地计算和分析线路运行状态，通过物联网将数据自动上传至中心主站。主站依据实时数据进行高温预警，并评估线路安全运行载流量和安全运行时间，为解决配电通道负荷阻塞问题，提供实时、动态、量化的专家系统技术数据支持，实现配电线路运行负荷的精细化、智能化管理，保障线路安全稳定运行。

📌线路状态监测

    实时监测线路运行电流、导线温度

📌气象条件监测

    环境温度、日照强度、等效风速实时监测

📌动态限额评估

    实施评估线路动态长期、动态短时载流量、设定运行时间下的载流量

📌历史数据存储与分析

    历史数据可长期存储，便于追溯和分析，掌握线路运行状态和总结运行经验

📌安全运行时间评估

    实时评估当前工况下安全运行时间、设定电流限额下的最大安全运行时间

📌风险管控和异常预警

    导线温升、负荷超限、安全运行时间超限等告警，增容运行或N-1运行风险管控