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在全球能源转型的大背景下,各国都在加快能源结构向清洁低碳模式转型,依托跨区域电网互联互通,能够有效统筹调配各类能源资源,显著提升新能源的吸纳与利用效率。

巴基斯坦能源资源与用电负荷呈现明显的地理错配格局,长期面临供电紧张的现实压力。在此背景下,巴基斯坦国家电网调度三期项目(以下简称“国调三期项目”)重点推进变电站自动化升级、通信网络搭建、调度系统迭代及备用输电通道补强等关键工作,电网调度管控、数据传输及安全稳定运行能力得到实质性增强,为后续大规模清洁能源并网、消纳利用筑牢了硬件基础。本文立足该项目实际建设全过程,梳理项目建设背景、核心技术方案与落地应用成效,归纳总结跨国电网改造升级的实操经验,以期为同类项目提供可借鉴的实践经验。

巴基斯坦能源供应体系与多元化转型诉求

巴基斯坦能源资源与负荷需求在空间分布上存在明显差异。北部地区拥有较为丰富的水电资源,同时具备良好的风电、光伏建设条件,是清洁能源发电的主要区域。中南部人口密集、工业负荷集中,是用电主力区域,但能源供给结构相对单一,对天然气和燃油依赖度较高,供电可靠性和清洁化水平都有提升空间。

由于历史建设原因,巴基斯坦电网在二次系统、通信通道和调度控制能力方面存在短板,电源与负荷之间的匹配调节能力不足,北部清洁电力难以高效输送至负荷中心,电网对新能源的接纳能力有限。随着用电需求持续增长,推动能源结构转型、提升电网互联与调度水平,已经成为巴基斯坦能源领域发展的重点方向。国调三期项目在这一背景下启动,由巴基斯坦国家输电公司NGC主导,亚洲开发银行提供融资支持,通过系统性升级改造,补齐电网自动化、通信、调度三大短板,提高电网整体运行效率和安全稳定水平,为巴基斯坦能源多元化转型提供支撑。

国调三期项目核心实践

国调三期项目由中国机械设备工程股份有限公司(以下简称“CMEC”)牵头,与日立能源控股股份公司组成联合体共同实施,是覆盖范围广、技术复杂度较高的电网调度现代化工程。项目从现场设备、通信网络、调度平台、冗余保障4个维度开展建设,逐步形成覆盖全国的统一调度和数据传输体系。

一、整体架构设计

国调三期项目主要包括四部分建设内容:对200余座变电站进行自动化系统改造,更新二次设备,提升数据采集和指令执行能力;建设覆盖各电压等级的光纤复合架空地线光纤通信网,提高通信带宽与可靠性;在主备调度中心部署 SCADA/EMS&RMS系统,完成调度功能升级与历史数据迁移;完善微波通信站点,与光纤形成主备用通信方式,提高极端条件下业务连续性。

二、核心技术实践与实施成效

1. 变电站自动化升级:筑牢调度感知基础

变电站是调度系统获取数据和执行控制的基础节点。项目实施前,部分在运变电站存在设备老化、接口不统一、数据上传不完整等问题,无法满足高精度调度要求。本次改造更换了远动终端、智能计量、通信接口等设备,统一数据接入规范,并按照标准工艺完成接地、布线、回路校验等工作,确保站端设备与调度主站稳定对接。

改造完成后,电网运行数据采集的实时性和完整性得到明显提升,各类遥测、遥信信息能够稳定上传,故障信息可更快速上传至调度端,为全网监控、故障处理和新能源调度提供了可靠的数据基础。

2. 调度系统升级迁移:打造协同调控核心

原有调度系统硬件配置偏低、功能相对简单,难以支撑全网协同调度与新能源优化运行需求。项目在主调及备调中心完成新一代SCADA/EMS&RMS系统部署,并配套建设服务器、不间断电源、坐席、显示终端等设施,形成双中心冗余调度模式。

在实施过程中,项目团队针对历史数据迁移、多协议设备接入等难点开展技术适配工作,通过定制化接口程序实现历史运行数据完整迁移,并完成与多套老旧RTU设备的兼容对接。系统逐渐投运,调度模式从传统监视向一体化调控转变,具备潮流分析、故障诊断、资源优化等功能,为多元电源协调运行提供了平台条件。

3. 光纤通信网建设:打通数据传输通道

通信网络是调度业务稳定运行的关键支撑。项目实施前,巴基斯坦电力通信网带宽不足、稳定性较差,难以满足调度大数据实时传输需求。本项目对4085千米各电压等级输电线路进行光纤复合架空地线光缆架设,在实现地线功能的同时提供高速光纤通道。

工程实施范围广、沿线地形复杂、属地协调工作量大,项目团队通过分段实施、统筹物流供应、强化现场安全管理,顺利完成全线建设。光纤复合架空地线网络投运后,电力通信的带宽、时延和可靠性明显改善,可满足调度数据、远动信息、状态监测等多业务传输需求。

4.微波链路优化:提升通信冗余保障

为提高通信系统抗风险能力,项目对现有微波通信系统进行优化升级,在重要通道增设微波站点,与光纤通信形成主备关系。在极端天气、线路故障等场景下,微波链路可保障调度核心业务不中断,提高整个调度系统的冗余度和安全性。

项目实施经验

国调三期项目是中巴电力合作的典型工程,在技术实施、项目管理、属地协调等方面形成了可借鉴的经验。

一、技术协同创新:强化合作与本土适配

项目采用中方工程实施能力叠加国际先进调度技术的合作模式,CMEC是联合体牵头方,负责现场施工、安装及部分调试,日立能源提供调度系统核心软件与调试及技术支持。针对巴基斯坦电网设备型号繁杂、协议不统一、历史资料不完善等实际情况,项目团队在接口开发、数据转换、系统联调等环节开展大量本地化适配工作,保障新旧系统平稳切换。

二、管理模式优化:完善跨国项目管控

项目站点分散、地理环境复杂,且受当地安全管理要求约束较高。项目采用中方统筹管理、属地化执行的组织模式,合理配置中方技术管理人员与当地施工力量,降低跨境人员投入,提升现场执行效率。同时建立定期沟通机制,对进度、质量、安全、接口等问题实行闭环管理,确保多专业协同推进。

三、资源统筹保障:筑牢施工全期支撑

项目建立覆盖建设全过程的资源保障与风险防控机制。安全管理方面,结合当地环境特点制定专项措施,强化高空作业、带电作业、精密设备搬运等高风险环节管控。物资供应方面,采用集中预算,按需采购、统一仓储、按需配送的策略,提前规划物流周期,保障现场连续施工。工期安排方面,充分考虑气候、节日、审批流程等外部因素,设置合理缓冲,确保关键节点可控。

启示

从国调三期项目实践来看,电网现代化升级是推动能源转型的重要基础,相关思路可为同类项目提供启示。

一、坚持源网荷储统筹规划,重视数据与系统延续性

能源多元化转型不能仅关注电源和线路建设,还应同步提升二次系统和通信网络和调度控制能力。在系统升级过程中,应重视历史数据的继承与利用,通过平稳的数据迁移和系统对接,保护已有投资,提高调度决策的科学性与实用性。

二、深化国际合作,发挥全链条工程优势

在“一带一路”电力合作中,中方企业可继续发挥工程总包或者联合体牵头方在施工组织、安全管理、跨国协调等综合优势,联合国际先进技术方,为海外电网升级提供一体化解决方案。同时推进本土化实施,带动当地就业与技术能力提升,实现互利共赢。

三、建立标准化管控体系,提高跨国项目实施质量

跨国电网项目技术接口多、协调难度大,建立统一的施工、验收、安全和质量标准,有助于提升整体工程质量。同时应加强风险预判,针对政策、环境、交通、安全等外部因素提前制定应对方案,保障项目顺利实施。

结语

构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系是全球能源转型的共同目标,电网互联互通则是优化资源配置、提升新能源消纳能力的重要支撑。巴基斯坦国调三期项目通过变电站自动化改造、通信网络建设、调度系统升级及冗余通道完善,有效提升了电网调度运行水平,改善了清洁能源接入与送出条件,是中巴能源务实合作的代表性成果。

项目实践表明,以自动化、通信、调度一体化升级为路径,能够系统性提升电网对多元能源的适应能力。相关经验可为“一带一路”共建国家推进电网现代化、实现能源低碳转型提供可参考的实施方案,也为跨国电网合作提供了可复制的实践模式。

(作者单位:中国机械设备工程股份有限公司)