電力三次裝備的基本概念和產(chǎn)業(yè)發(fā)展

　　一、 電力三次裝備概念的提出

　　電網(wǎng)已經(jīng)成為當今世界覆蓋范圍最廣，結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜的人造科技系統(tǒng)，作為電網(wǎng)基本組成元件的電力裝備可謂種類繁多。按照其所承擔的功能進行分類，電力裝備可分為一次裝備、二次裝備和三次裝備。

　　一次裝備是以電能的生產(chǎn)、傳輸、分配和變換為主要功能的電力裝備，主要包括發(fā)電機、變壓器、輸電線路、斷路器、電容器、電抗器、高壓換流器等。一次設(shè)備的最典型電氣特征是高電壓、大電流和強功率。以實現(xiàn)與保護、控制、計量等設(shè)備的接口而設(shè)置的電壓互感器、電流互感器、靜止勵磁系統(tǒng)等，裝備管理上常劃歸為一次裝備。

　　二次裝備是以滿足電力交易、故障切除、運行控制、信息傳輸?shù)裙δ転橹饕繕说难b備，包括各類電能計量儀表、繼電保護、廠站自動化系統(tǒng)以及必要的通訊設(shè)備和電源設(shè)備。二次裝備的最典型電氣特征就是低電壓、小電流和微功率。

　　所謂三次裝備，就是以設(shè)備劣化程度測量為主，對設(shè)備自身狀態(tài)和近場環(huán)境狀態(tài)進行信息采集匯總、數(shù)據(jù)清洗、統(tǒng)計分析、狀態(tài)研判和提前預(yù)警的設(shè)備，這些設(shè)備是以增強電力裝備可靠性、提升電力設(shè)備智能化水平、簡化優(yōu)化電力裝備運維以及提高電網(wǎng)企業(yè)運營水平為目標的輔助類設(shè)備。

　　按照裝備的主要用途進行分類，三次裝備可細分為：主要目的以改進一次和二次裝備狀態(tài)評價能力的在線監(jiān)測、帶電檢測和例行試驗類產(chǎn)品。為維護電網(wǎng)企業(yè)生命和財產(chǎn)安全的輔助安防系統(tǒng)、微機防誤系統(tǒng)等。為提高人力替代的自動巡檢類裝備，例如自動巡視系統(tǒng)、變電站巡檢機器人、變電站與輸電線路的視頻監(jiān)控系統(tǒng)、無人機巡線系統(tǒng)等。

　　電力三次裝備提供“大、云、物、移、智、鏈”技術(shù)為基礎(chǔ)、基于分布式架構(gòu)、多層管理監(jiān)測監(jiān)控的，自動化、智能化管控模式，對于充分解放人力資源，加強運行維護的技術(shù)技能手段，保障電力設(shè)備穩(wěn)定運行和機房安全，提高勞動生產(chǎn)率和網(wǎng)絡(luò)維護水平，提升傳統(tǒng)配網(wǎng)設(shè)備智能化水平，實現(xiàn)現(xiàn)代能源互聯(lián)網(wǎng)有重要意義。

　　二、 電力三次裝備的市場環(huán)境

　　經(jīng)過數(shù)十年的迅猛發(fā)展，我國的電力工業(yè)將逐步由規(guī)模擴張型向精益管理型轉(zhuǎn)變，這是電力三次裝備行業(yè)迅速發(fā)展的市場背景。2016年~2019年我們自行開展的市場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，截至2019年中期，國家電網(wǎng)總資產(chǎn)達40032.51億元，南方電網(wǎng)總資產(chǎn)達8516.48億元。國家大電網(wǎng)體系下的配電網(wǎng)資產(chǎn)，運用了大量的新標準、新技術(shù)、新裝備，電力資產(chǎn)實現(xiàn)有效的管理。電網(wǎng)企業(yè)按照法制化、標準化、專業(yè)化和規(guī)范化管理的標準來管理配電網(wǎng)，開閉所、配電房、配電線路和配電臺區(qū)做為配網(wǎng)資產(chǎn)主體部分，其良好的設(shè)備狀態(tài)對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運行起著至關(guān)重要的作用。

　　更為龐大的電力資產(chǎn)在用戶側(cè)，其配用電資產(chǎn)總額估計約15萬億~20萬億。如此龐大的資產(chǎn)，分散在每個企事業(yè)單位和千萬個住宅小區(qū)。由于電力管理體制的變化，這些龐大的資產(chǎn)幾乎處于無維護保養(yǎng)的狀態(tài)。隨著這些電力設(shè)備的老化，事故率會逐年上升，而要擔負起如此大量設(shè)備的智能化運維和管理，非電力三次裝備莫屬。按照這些設(shè)備運維管理所需要的硬件和軟件，再加上人力資源費用，每年的營業(yè)額總體量約為1500億元左右。

　　國內(nèi)配用電客戶設(shè)備狀態(tài)管理和運維水平在兩個極端之間，呈現(xiàn)出非常不同的景象。一方面有客戶的設(shè)備是新投運的，而且還有專業(yè)值班電工在三班24小時嚴防死守;另一方面有客戶設(shè)備老化、表計故障、狀態(tài)劣化，“人機料法環(huán)安”現(xiàn)場6S管控幾乎處于全面失控狀態(tài);個別客戶，電費單上的數(shù)據(jù)也看不明白。我們認為國內(nèi)配用電客戶的運維服務(wù)也需要高效率、高質(zhì)量、良好的服務(wù)體驗，也需要“大、移、物、云、智、鏈”等新技術(shù)、新標準、新方案、新成果，也需要社會化、專業(yè)化、規(guī)范化、智能化管理服務(wù)。

　　三、 電力三次裝備的目標

　　運維服務(wù)，是提供給客戶電力資產(chǎn)安全穩(wěn)定運行的保障服務(wù)。運維服務(wù)的焦點聚焦在客戶電力資產(chǎn)運行參數(shù)管理與控制和設(shè)備健康狀態(tài)水平的維持與提升，也就是既要對客戶電力資產(chǎn)運行中的各類電力能源消耗的管理與控制，也要對客戶的電力資產(chǎn)是否能持續(xù)健康運行負責。

　　配用電側(cè)的服務(wù)需要對電力設(shè)備本身劣化程度和演變進行實時的、整體的、系統(tǒng)的評估。從現(xiàn)有國內(nèi)外提供運維的項目來看，電力資產(chǎn)運維主要分為在線監(jiān)測和線下巡視，其中大家不約而同地將在線式的各類監(jiān)測服務(wù)做為提供運維服務(wù)的未來重點和發(fā)展方向。特別一提的是今年受疫情影響，線下人工服務(wù)受限，在線式各類服務(wù)廣受稱贊。

　　電力三次裝備的目標就是要對電力設(shè)備自身健康狀態(tài)和近場環(huán)境狀態(tài)進行信息匯總、狀態(tài)研判和提前預(yù)警，采取主動、精準和有效的應(yīng)對措施，有效地實現(xiàn)更低的故障率、更低的無效檢修率和更低的運維成本，實現(xiàn)智能化在線運維。

　　四、 電力三次裝備的發(fā)展

　　得益于中國電力裝備事業(yè)的迅猛發(fā)展，電網(wǎng)的自動化水平大幅提高，變電站智能化及無人值班已經(jīng)普及。輸、變、配等現(xiàn)場已經(jīng)安裝部署了大量的智能化的三次裝備，為一次裝備提供輔助安全防護、在線監(jiān)測、自動巡檢、環(huán)境監(jiān)測和智能運維等各類保障。這些電力三次裝備還收集保有大量的一次裝備在運行中的數(shù)據(jù)，進而為一次裝備的檢修及全壽命周期管理、全局決策管理提供依據(jù)。

　　雖然系統(tǒng)中已經(jīng)大量使用了電力三次裝備，但電力三次裝備行業(yè)整體依然處于發(fā)展的起步階段。從電力裝備運維以及企業(yè)運營效率的角度，大量的電力三次裝備缺少互聯(lián)互通，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)獨自傳輸?shù)皆贫撕螅朴嬎憬Y(jié)果很少能直接被現(xiàn)場其他類型設(shè)備自動運用。從技術(shù)角度分析，電力三次裝備行業(yè)技術(shù)門類范圍寬廣，技術(shù)路線復(fù)雜多變，至今沒有形成具備普遍適用性的技術(shù)路線和產(chǎn)品規(guī)格。從產(chǎn)業(yè)格局來說，電力三次裝備行業(yè)缺乏領(lǐng)軍型骨干企業(yè)，產(chǎn)品孤島現(xiàn)象明顯，缺乏系統(tǒng)性解決方案提供商。不同的三次裝備需求造就不同的生產(chǎn)企業(yè)，即使是同種需求也會因為技術(shù)路線的差異而造就不同的生產(chǎn)企業(yè)。

　　隨著智能電網(wǎng)建設(shè)上升為國家戰(zhàn)略，以電力裝備智能化為主要目標的電力三次裝備市場逐漸形成，特別是以優(yōu)化電力設(shè)備狀態(tài)評價體系為目標的帶電檢測和在線監(jiān)測技術(shù)更是發(fā)展迅速，成為電力系統(tǒng)不可或缺的重要組成部分。

　　2017年，中國繼電保護專家楊奇遜院士對電力三次裝備將電力系統(tǒng)安全關(guān)口前移到故障發(fā)生之前表示贊賞，高度評價說：“三次裝備，前途無限!”;同年10月，國家電網(wǎng)公司主辦的《電力設(shè)備》第25期全文刊登了《電力三次裝備的基本概念和產(chǎn)業(yè)發(fā)展》;2018年，中國電氣之都——許昌市成立了“電力三次裝備工程技術(shù)研究中心”;同年11月，在德國柏林舉辦的“中德(許昌)電力科技創(chuàng)新論壇”上， “電力三次裝備”的基本概念得到國內(nèi)外專家、學者的廣泛認同;2019年，“河南省智能電力設(shè)備制造與運維服務(wù)工程研究中心”在紀年科技產(chǎn)業(yè)園建立起來。

　　五、 電力三次裝備面臨的問題

　　電力三次裝備的行業(yè)現(xiàn)狀就是廠家眾多，可替代性差，缺乏具備普遍性的原理和技術(shù)以及相應(yīng)的解決方案。三次裝備雖然前途無限，但還處于成長的初期，還需要長期的投入，還有很長的路要走。目前還有非常繁多的重要問題尚未解決：

　　電力設(shè)備運行中有多種電磁效應(yīng)引發(fā)的信息外泄，如聲、光、電、磁、熱、電化學分解物、合成物等，對設(shè)備狀態(tài)通常也就有了有多種量測評估方式、方法、手段。例如當前在配網(wǎng)中常見的高壓開關(guān)柜中，電纜頭的測溫傳感器、開關(guān)倉室的溫濕度傳感器、超高頻局部放電傳感器、SF6氣體泄漏傳感器和SF6密度微水傳感器等，都分別描述了高壓開關(guān)柜設(shè)備的局部參數(shù)指標，都部分地反映了設(shè)備狀態(tài)。

　　配用電設(shè)備運維服務(wù)需要對電力設(shè)備本身劣化程度和演變進行實時的、整體的、系統(tǒng)的評估，也就要求對電力設(shè)備的協(xié)調(diào)、統(tǒng)一、層次化的評估。如何有效地設(shè)置電力三次裝備體系架構(gòu)，使電力三次裝備通過多傳感器組合/聯(lián)合，在一個較為統(tǒng)一的模型下，較為準確地進行設(shè)備狀態(tài)定性定量描述，成為當前主要問題之一。

　　由于電力三次裝備大量使用各類各型的傳感器來監(jiān)測電力系統(tǒng)一二次設(shè)備及其近場環(huán)境，不可避免地要產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，從這些海量的數(shù)據(jù)中深層次地挖掘有用的和有效的信息，大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用就必須滿足電力系統(tǒng)的行業(yè)要求、規(guī)范和標準。

　　諸如此類已有的尚未完全掌握的設(shè)備故障早期模型和故障隱患發(fā)展規(guī)律，多態(tài)異構(gòu)數(shù)據(jù)如何整合利用，三次裝備是否需要統(tǒng)一的理論模型來面對多種多樣的需求等等問題，都有探討空間。

　　此外，電力三次裝備有些裝備必須安裝在人力難以達到的位置，有些裝備是一次性安裝后就無法拆卸，有些設(shè)備必須工作在極端電場強度下，有些設(shè)備必須能檢出痕量物質(zhì)，諸如此類的要求還有很多。這反映了三次裝備必須適應(yīng)電力系統(tǒng)復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境條件外，自身還要有非常強的適用性、經(jīng)濟性、可靠性、安全性、可維修、魯棒性等要求。我國傳感器的科研和制造水平大大落后與世界先進水平，傳感器的壽命短于一次設(shè)備壽命，是電力三次裝備必須面對的現(xiàn)實。

　　電力三次裝備技術(shù)涉及的技術(shù)領(lǐng)域跨度大、門類廣、產(chǎn)業(yè)多，如電磁學、電工學、電子學、電化學、材料學、光學、聲學等等，在電力裝備行業(yè)甚至還可以使用到核技術(shù)、氣象學、流體力學等一些以前較少引起廣泛注意到的學科門類。對于某個具體的測量或檢測需求，三次裝備可以有豐富的技術(shù)手段滿足這些復(fù)雜多變的需求。

　　在電力系統(tǒng)使用三次裝備，必然要綜合考慮多種環(huán)境條件和經(jīng)濟條件，也要考慮所應(yīng)用傳感器的性能精度極限能力等約束。面對電力系統(tǒng)中的一個具體設(shè)備，我們或許可以很方便的找到解決辦法，但是面對幅員遼闊的祖國大地，面對復(fù)雜多變的電力系統(tǒng)，還是需要在多個技術(shù)領(lǐng)域里同時開展相關(guān)工作，三次裝備必然要在多個技術(shù)領(lǐng)域?qū)嵺`跨越式發(fā)展。

　　六、 紀年科技的使命與擔當

　　2020年3月，中央政治局常務(wù)委員會會議強調(diào)“加快5G網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進度，將新基建推向全社會共同關(guān)注的新高度。年初，國家電網(wǎng)印發(fā)的2020年重點工作任務(wù)明晰，電力物聯(lián)網(wǎng)仍是工作重點，積極拓展人工智能在設(shè)備運維、電網(wǎng)調(diào)度、智能客服等方面的應(yīng)用。電力三次裝備在“新基建”和電力物聯(lián)網(wǎng)的幫助扶持下，必將迎來大發(fā)展。

　　為促進中國電力裝備行業(yè)的均衡發(fā)展，打贏智能電網(wǎng)建設(shè)攻堅戰(zhàn)的全面勝利，紀年科技股份有限公司，由原許繼集團董事長、國家電網(wǎng)中電裝備公司黨組書記、副總經(jīng)理王紀年先生發(fā)起成立，以創(chuàng)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)電力三次裝備領(lǐng)域著名品牌為目標，打造“中華電氣網(wǎng)—中國電工行業(yè)智慧供應(yīng)鏈服務(wù)平臺”、“配電智能運維服務(wù)平臺”“建筑電氣EBIM設(shè)計服務(wù)平臺”等互聯(lián)網(wǎng)公共服務(wù)平臺。

　　紀年科技股份有限公司，根據(jù)電力三次裝備 “技術(shù)跨度大、需求范圍廣”的行業(yè)特點，秉承“以誠信合作為靈魂、以用戶需求為核心、以研發(fā)營銷為兩翼、以企業(yè)聯(lián)盟為載體、以信息網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)、以共贏發(fā)展為目標”的經(jīng)營理念，努力打造適合電力三次裝備發(fā)展的“平臺型企業(yè)”運營模式，成為本領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新、市場營銷、資本與實業(yè)融合、甚至科技工作者實現(xiàn)自主創(chuàng)業(yè)夢想的高效運營平臺。

　　紀年科技將以紀年高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園為企業(yè)運營管理平臺，以中華電氣網(wǎng)系統(tǒng)為平臺支撐，采取“創(chuàng)、引、扶、并”的經(jīng)營策略，以自主性產(chǎn)品和技術(shù)創(chuàng)新為根本，努力研發(fā)和提供適合電力企業(yè)設(shè)備狀態(tài)評價、資產(chǎn)管理和輔助安防等需求的智能儀表、在線監(jiān)測和輔助監(jiān)控系統(tǒng)。同時，以產(chǎn)品和技術(shù)引進、創(chuàng)新企業(yè)孵化和扶持以及企業(yè)并購為途徑，實現(xiàn)電力三次裝備行業(yè)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的高度融合，打破影響本行業(yè)長足發(fā)展的信息、技術(shù)、產(chǎn)品和企業(yè)壁壘，促進電力三次裝備行業(yè)逐步走向規(guī)范化、標準化和規(guī)模化經(jīng)營的新階段。

　　王紀年，1949年生，北京人，經(jīng)濟學碩士，研究員。曾任許繼集團有限公司董事長、總裁、黨委書記，國家電網(wǎng)電力技術(shù)裝備公司黨組書記、副總經(jīng)理?，F(xiàn)任紀年科技股份有限公司董事長、中航建設(shè)集團成套裝備公司總經(jīng)理。享受政府特殊津貼專家，全國杰出專業(yè)技術(shù)人才、全國勞動模范、全國“五一”獎?wù)芦@得者。曾任中共十四大代表，九屆、十屆、十一屆全國人大代表，中共河南省委候補委員。曾受到習近平、李克強、江澤民、胡錦濤等黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人的親切接見。

　　主要榮譽

　　1987年4月被授予全國優(yōu)秀經(jīng)營管理者和全國五一勞動獎?wù)?

　　1988年1月獲全國首屆經(jīng)濟改革人才獎;

　　1989年獲當代河南人才獎;

　　1989年4月獲首屆河南人才開發(fā)獎;

　　1989年1月被授予河南省優(yōu)秀青年企業(yè)家;

　　1989年8月被授予河南省勞動模范;

　　1989年9月被授予全國勞動模范;

　　1990年10月被授予河南省優(yōu)秀企業(yè)家;

　　1996年5月被評選為河南省十大新聞人物;

　　1997年中國機械優(yōu)秀科技專家;

　　1998年第二次獲國家級有突出貢獻的專家;

　　2001年12月獲第二屆蔣一葦企業(yè)改革與發(fā)展學術(shù)基金企業(yè)家創(chuàng)新獎;

　　2002年4月8日被授予首屆中國企業(yè)家　獲創(chuàng)業(yè)杯。

　　2002年7月8日被授予全國杰出專業(yè)技術(shù)人才獎。

　　2003年3月十屆全國人大代表。

　　2004年榮獲亞洲企業(yè)管理創(chuàng)新獎。

　　行業(yè)地位

　　在王紀年的組織領(lǐng)導(dǎo)下，1985年以來許繼先后在全國同行業(yè)爭創(chuàng)了十個第一：

　　第一個進入國家520戶重點企業(yè);

　　第一個進入全國綜合經(jīng)濟效益評價500優(yōu)企業(yè)，排名第197位;

　　第一個進入中國機械百強企業(yè)，排名第46位;

　　第一個獲首屆“中國機械”十大杰出企業(yè)之一;

　　第一家被列入國產(chǎn)化裝備生產(chǎn)基地之一;

　　第一個成為首批40家國家認定企業(yè)技術(shù)中心之一;

　　第一個成為企業(yè)博士后工作站之一;

　　第一家通過ISO-9001國際質(zhì)量體系認證的企業(yè);

　　第一家股票上市公司;

　　第一家榮獲全國先進基層黨組織稱號和全國思想政治工作優(yōu)秀企業(yè)稱號;銷售收入、利潤等主要經(jīng)濟技術(shù)指標連續(xù)20年居國內(nèi)機械同行業(yè)第一位，成為國內(nèi)同行業(yè)品種、規(guī)格類型最全、配套能力最強的企業(yè)。