鋼鐵工業(yè)是能源資源消耗密集型產(chǎn)業(yè)，也是典型高碳排放行業(yè)，面臨著巨大的節(jié)能降碳?jí)毫?。在雙碳背景下，多地限電控排，需要電網(wǎng)智能化技術(shù)來(lái)幫助高耗能企業(yè)實(shí)現(xiàn)用電決策上的靈活調(diào)整，以順應(yīng)新時(shí)代下電網(wǎng)智能化發(fā)展的新趨勢(shì)，促進(jìn)電網(wǎng)建設(shè)健康穩(wěn)定發(fā)展。
中冶京誠(chéng)旗下北京京誠(chéng)瑞達(dá)電氣工程技術(shù)有限公司開(kāi)發(fā)的電網(wǎng)智能管控平臺(tái)已在豐南鋼鐵、石橫特鋼、臨沂鋼鐵等多個(gè)項(xiàng)目中得到成功推廣和應(yīng)用，為千萬(wàn)噸級(jí)鋼鐵企業(yè)每年節(jié)約費(fèi)用約3億元，減少CO?排放約0.033噸/噸鋼，減少企業(yè)電網(wǎng)運(yùn)維人員90%，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著，對(duì)進(jìn)一步提升鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排水平意義重大，助力冶金行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
一、鋼鐵企業(yè)電網(wǎng)存在的痛點(diǎn)及解決之道
針對(duì)鋼鐵企業(yè)電網(wǎng)的特點(diǎn)，首先分析理想企業(yè)電網(wǎng)的特征，就是要達(dá)到安全可靠、節(jié)能低碳、智能高效的目標(biāo)。但是目前鋼鐵企業(yè)電網(wǎng)卻普遍存在著諸多痛點(diǎn)，最關(guān)鍵的一點(diǎn)便是電網(wǎng)安全，企業(yè)常常會(huì)面臨以下情況：系統(tǒng)短路電流增加，易導(dǎo)致斷路器爆炸或著火；繼電保護(hù)定值不匹配，易引起保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)、越級(jí)跳閘或不必要的停電；電纜著火事故，造成大面積、長(zhǎng)時(shí)間停產(chǎn)損失；電能質(zhì)量污染，加速電氣設(shè)備老化，面臨上級(jí)供電公司的罰款；電網(wǎng)故障找不到故障源頭。可見(jiàn)，電網(wǎng)安全是企業(yè)生產(chǎn)工作的重中之重。
第二個(gè)痛點(diǎn)則是電費(fèi)支出較高。究其原因主要有以下幾方面：自發(fā)電量倒送電網(wǎng)，無(wú)法給企業(yè)帶來(lái)效益；雖然有自備發(fā)電機(jī)組，仍然需要繳納較高的基本電費(fèi)；雖然自發(fā)電機(jī)組較多，當(dāng)外部電網(wǎng)停電時(shí)，仍然會(huì)全廠停電；電網(wǎng)運(yùn)行大量依靠人工現(xiàn)場(chǎng)操作，對(duì)電網(wǎng)的突發(fā)事件響應(yīng)不及時(shí)；目前國(guó)內(nèi)能耗雙控、系統(tǒng)限電，大幅影響生產(chǎn)；另外，光伏等新能源就地消納率低，能源成本居高不下。因此降本增效是企業(yè)生產(chǎn)的當(dāng)務(wù)之需。
中冶京誠(chéng)通過(guò)對(duì)多家鋼廠進(jìn)行電網(wǎng)診斷分析，找出造成企業(yè)電網(wǎng)痛點(diǎn)的關(guān)鍵因素：電網(wǎng)一次架構(gòu)的合理性是關(guān)乎企業(yè)電網(wǎng)安全及經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)，電網(wǎng)智能化水平是助力企業(yè)電網(wǎng)安全及經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵。解決之道是針對(duì)企業(yè)電網(wǎng)的痛點(diǎn)，設(shè)計(jì)合理的電網(wǎng)一次架構(gòu)，提高電網(wǎng)智能化水平，對(duì)源網(wǎng)荷儲(chǔ)進(jìn)行智能管控。
二、企業(yè)電網(wǎng)智能管控解決方案及產(chǎn)品功能
中冶京誠(chéng)鋼鐵企業(yè)電網(wǎng)智能管控解決方案（CERIGRID）以電網(wǎng)智能管控平臺(tái)為核心，對(duì)企業(yè)電網(wǎng)的一次架構(gòu)進(jìn)行靈活調(diào)整，對(duì)發(fā)用配電設(shè)備進(jìn)行智能管控，對(duì)電網(wǎng)潮流進(jìn)行精準(zhǔn)控制，以減少對(duì)國(guó)家電網(wǎng)的沖擊，減少對(duì)國(guó)家電網(wǎng)的電力需求，減少輸電線路損耗，為企業(yè)降本增效。
電網(wǎng)智能管控平臺(tái)的主要技術(shù)指標(biāo)：針對(duì)千萬(wàn)噸級(jí)鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，自發(fā)電量利用率提升比例7%；電力系統(tǒng)的自動(dòng)拓?fù)渥R(shí)別周期≤20ms；潮流控制系統(tǒng)整組動(dòng)作時(shí)間<70ms；全網(wǎng)事故跳閘原因分析時(shí)間<10s；每年節(jié)約3.3億度電。
電網(wǎng)智能管控平臺(tái)經(jīng)過(guò)多個(gè)工程項(xiàng)目的實(shí)施，技術(shù)功能得到逐步完善，實(shí)現(xiàn)了八大核心功能：
電網(wǎng)智能管控平臺(tái)主界面
1、電網(wǎng)運(yùn)行安全化
對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行各種運(yùn)行方式仿真分析，校核調(diào)度計(jì)劃的安全性和合理性，對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)，提前規(guī)避電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)。
2、潮流控制自動(dòng)化
對(duì)全廠的源網(wǎng)荷儲(chǔ)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)全電網(wǎng)潮流控制自動(dòng)化，事件發(fā)生5ms內(nèi)啟動(dòng)，70ms內(nèi)系統(tǒng)發(fā)出控制指令。有效防止鋼鐵企業(yè)自發(fā)電倒送電網(wǎng)，確保進(jìn)線潮流不越限，實(shí)現(xiàn)短時(shí)孤網(wǎng)功能，保證負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行。
3、電網(wǎng)調(diào)度智能化
實(shí)現(xiàn)全廠站所的無(wú)人值守，大幅減少運(yùn)行人員，提高調(diào)度人員運(yùn)行水平，規(guī)范運(yùn)行制度。
4、數(shù)據(jù)采集全景化
全方位采集電網(wǎng)數(shù)據(jù)，為電網(wǎng)智能管控平臺(tái)提供統(tǒng)一的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
5、設(shè)備運(yùn)維規(guī)范化
對(duì)全廠供配電設(shè)備運(yùn)維進(jìn)行全面管理，優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行方式，挖掘設(shè)備潛力，降低設(shè)備故障率，提升供配電設(shè)備綜合效益，提高設(shè)備運(yùn)維效率。
6、事故處理智慧化
全時(shí)全網(wǎng)毫秒級(jí)捕捉事故報(bào)警信息，便于全網(wǎng)故障的統(tǒng)計(jì)與分析，提高事故分析的準(zhǔn)確性和快速性。
7、智能輔控可視化
實(shí)現(xiàn)各個(gè)區(qū)域變電所內(nèi)圖像監(jiān)控、火災(zāi)報(bào)警、消防、智能照明、安全警衛(wèi)、環(huán)境檢測(cè)等系統(tǒng)的智能聯(lián)動(dòng)控制。遠(yuǎn)程視頻監(jiān)視各變電站，實(shí)現(xiàn)智能安保管理。
8、有序用電高效化
通過(guò)對(duì)用電負(fù)荷的全面分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)荷的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，調(diào)節(jié)沖擊負(fù)荷，為企業(yè)降低電費(fèi)支出。
三、電網(wǎng)智能管控平臺(tái)應(yīng)用效果
應(yīng)用實(shí)踐表明，中冶京誠(chéng)鋼鐵企業(yè)電網(wǎng)智能管控平臺(tái)（CERIGRID）適用于新建項(xiàng)目或改造項(xiàng)目的企業(yè)電網(wǎng)，對(duì)企業(yè)電網(wǎng)內(nèi)220kV總降壓變電站、110kV區(qū)域變電站、煤氣發(fā)電站、LF精煉爐、及各生產(chǎn)區(qū)域35kV\10kV配電室等進(jìn)行綜合智能管控。該平臺(tái)使企業(yè)電網(wǎng)內(nèi)電源、配網(wǎng)、發(fā)電機(jī)組、負(fù)荷、儲(chǔ)能等實(shí)現(xiàn)高效協(xié)調(diào)運(yùn)行，避免能源浪費(fèi)及人工緊急拉閘操作，最大限度利用自發(fā)電量，節(jié)省大量電度電費(fèi)；自發(fā)電機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)，總降變壓器繳納基本電費(fèi)的容量減少，節(jié)約大量基本電費(fèi)；各變電站均實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，節(jié)省大量人工成本；當(dāng)工廠面臨“雙控雙限”限電措施時(shí)，以進(jìn)線潮流為基準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)對(duì)用電負(fù)荷的精準(zhǔn)控制，最大限度減少限電對(duì)企業(yè)生產(chǎn)的影響。
臨沂鋼鐵電網(wǎng)智能管控中心
該技術(shù)產(chǎn)品獲得中國(guó)五礦科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，中國(guó)創(chuàng)新方法大賽全國(guó)總決賽一等獎(jiǎng)，中國(guó)質(zhì)量協(xié)會(huì)質(zhì)量技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，中鋼協(xié)/中國(guó)金屬學(xué)會(huì)冶金科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，經(jīng)鑒定達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
相較于國(guó)內(nèi)外同類型產(chǎn)品，該平臺(tái)全方位解決了鋼鐵廠內(nèi)部電網(wǎng)建設(shè)、管理、運(yùn)維中的各種問(wèn)題，使企業(yè)電網(wǎng)的運(yùn)行控制方式及管理模式實(shí)現(xiàn)重大轉(zhuǎn)變，引領(lǐng)了企業(yè)電網(wǎng)信息化、數(shù)字化、智能化的發(fā)展方向，為實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)賦能增效。
