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)能降碳壓力。在雙碳背景下，多地限電控排，需要電網(wǎng)智能化技術(shù)來幫助高耗能企業(yè)實現(xiàn)用電決策上的靈活調(diào)整，以順應新時代下電網(wǎng)智能化發(fā)展的新趨勢，促進電網(wǎng)建設(shè)健康穩(wěn)定發(fā)展。
中冶京誠旗下北京京誠瑞達電氣工程技術(shù)有限公司開發(fā)的電網(wǎng)智能管控平臺已在豐南鋼鐵、石橫特鋼、臨沂鋼鐵等多個項目中得到成功推廣和應用，為千萬噸級鋼鐵企業(yè)每年節(jié)約費用約3億元，減少CO?排放約0.033噸/噸鋼，減少企業(yè)電網(wǎng)運維人員90%，經(jīng)濟和社會效益顯著，對進一步提升鋼鐵行業(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)存在的痛點及解決之道
針對鋼鐵企業(yè)電網(wǎng)的特點，首先分析理想企業(yè)電網(wǎng)的特征，就是要達到安全可靠、節(jié)能低碳、智能高效的目標。但是目前鋼鐵企業(yè)電網(wǎng)卻普遍存在著諸多痛點，最關(guān)鍵的一點便是電網(wǎng)安全，企業(yè)常常會面臨以下情況：系統(tǒng)短路電流增加，易導致斷路器爆炸或著火；繼電保護定值不匹配，易引起保護誤動、拒動、越級跳閘或不必要的停電；電纜著火事故，造成大面積、長時間停產(chǎn)損失；電能質(zhì)量污染，加速電氣設(shè)備老化，面臨上級供電公司的罰款；電網(wǎng)故障找不到故障源頭?？梢姡娋W(wǎng)安全是企業(yè)生產(chǎn)工作的重中之重。
第二個痛點則是電費支出較高。究其原因主要有以下幾方面：自發(fā)電量倒送電網(wǎng)，無法給企業(yè)帶來效益；雖然有自備發(fā)電機組，仍然需要繳納較高的基本電費；雖然自發(fā)電機組較多，當外部電網(wǎng)停電時，仍然會全廠停電；電網(wǎng)運行大量依靠人工現(xiàn)場操作，對電網(wǎng)的突發(fā)事件響應不及時；目前國內(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)的當務(wù)之需。
中冶京誠通過對多家鋼廠進行電網(wǎng)診斷分析，找出造成企業(yè)電網(wǎng)痛點的關(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)濟效益的關(guān)鍵。解決之道是針對企業(yè)電網(wǎng)的痛點，設(shè)計合理的電網(wǎng)一次架構(gòu)，提高電網(wǎng)智能化水平，對源網(wǎng)荷儲進行智能管控。
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)智能管控平臺為核心，對企業(yè)電網(wǎng)的一次架構(gòu)進行靈活調(diào)整，對發(fā)用配電設(shè)備進行智能管控，對電網(wǎng)潮流進行精準控制，以減少對國家電網(wǎng)的沖擊，減少對國家電網(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)智能管控平臺的主要技術(shù)指標：針對千萬噸級鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，自發(fā)電量利用率提升比例7%；電力系統(tǒng)的自動拓撲識別周期≤20ms；潮流控制系統(tǒng)整組動作時間<70ms；全網(wǎng)事故跳閘原因分析時間<10s；每年節(jié)約3.3億度電。
電網(wǎng)智能管控平臺經(jīng)過多個工程項目的實施，技術(shù)功能得到逐步完善，實現(xiàn)了八大核心功能：
電網(wǎng)智能管控平臺主界面
1、電網(wǎng)運行安全化
對電網(wǎng)進行各種運行方式仿真分析，校核調(diào)度計劃的安全性和合理性，對電氣設(shè)備進行校驗，提前規(guī)避電網(wǎng)安全風險。
2、潮流控制自動化
對全廠的源網(wǎng)荷儲進行協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)全電網(wǎng)潮流控制自動化，事件發(fā)生5ms內(nèi)啟動，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)，確保進線潮流不越限，實現(xiàn)短時孤網(wǎng)功能，保證負荷穩(wěn)定運行。
3、電網(wǎng)調(diào)度智能化
實現(xiàn)全廠站所的無人值守，大幅減少運行人員，提高調(diào)度人員運行水平，規(guī)范運行制度。
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)智能管控平臺提供統(tǒng)一的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
5、設(shè)備運維規(guī)范化
對全廠供配電設(shè)備運維進行全面管理，優(yōu)化設(shè)備運行方式，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)備運維效率。
6、事故處理智慧化
全時全網(wǎng)毫秒級捕捉事故報警信息，便于全網(wǎng)故障的統(tǒng)計與分析，提高事故分析的準確性和快速性。
7、智能輔控可視化
實現(xiàn)各個區(qū)域變電所內(nèi)圖像監(jiān)控、火災報警、消防、智能照明、安全警衛(wèi)、環(huán)境檢測等系統(tǒng)的智能聯(lián)動控制。遠程視頻監(jiān)視各變電站，實現(xiàn)智能安保管理。
8、有序用電高效化
通過對用電負荷的全面分析，實現(xiàn)對負荷的精準預測，調(diào)節(jié)沖擊負荷，為企業(yè)降低電費支出。
三、電網(wǎng)智能管控平臺應用效果
應用實踐表明，中冶京誠鋼鐵企業(yè)電網(wǎng)智能管控平臺（CERIGRID）適用于新建項目或改造項目的企業(yè)電網(wǎng)，對企業(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配電室等進行綜合智能管控。該平臺使企業(yè)電網(wǎng)內(nèi)電源、配網(wǎng)、發(fā)電機組、負荷、儲能等實現(xiàn)高效協(xié)調(diào)運行，避免能源浪費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；自發(fā)電機組運行平穩(wěn)，總降變壓器繳納基本電費的容量減少，節(jié)約大量基本電費；各變電站均實現(xiàn)無人值守，節(jié)省大量人工成本；當工廠面臨“雙控雙限”限電措施時，以進線潮流為基準實現(xiàn)對用電負荷的精準控制，最大限度減少限電對企業(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)品獲得中國五礦科技進步獎一等獎，中國創(chuàng)新方法大賽全國總決賽一等獎，中國質(zhì)量協(xié)會質(zhì)量技術(shù)獎二等獎，中鋼協(xié)/中國金屬學會冶金科學技術(shù)獎二等獎，經(jīng)鑒定達到國際領(lǐng)先水平。
相較于國內(nèi)外同類型產(chǎn)品，該平臺全方位解決了鋼鐵廠內(nèi)部電網(wǎng)建設(shè)、管理、運維中的各種問題，使企業(yè)電網(wǎng)的運行控制方式及管理模式實現(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，為實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”目標賦能增效。
