德国配电系统运营商和DNV的分析表明，DNV的资产监控平台可以减少停机时间，同时提供积极的投资回报
德国网络运营商Rheinische NETZGesellschaft (RNG)希望防止其有线网络出现故障，将停机时间降至最低。RNG和DNV的联合研究表明，DNV的Smart Cable Guard监测平台可以减少55%的停机时间，并获得积极的投资回报。
Rheinische NETZGesellschaft (RNG)是德国科隆市和莱茵兰地区的网络运营商，管理总长度超过3万公里的电力、天然气、供暖和供水网络。电动汽车的兴起，新的住房开发，商业和工业领域的扩张，以及分布式可再生能源供应，如风能和太阳能，将增加容量，并要求配电网的电力负荷的灵活性。同时，RNG还面临着优化维护现有有线资产并以资源高效的方式更新它们的挑战。按照德国联邦网络监管机构(BNetzA)的要求，为了继续提高供应质量并增加容量，RNG需要尽早发现潜在的故障，并将停机时间保持在最低限度。
在过去，RNG应用于故障通道指示器(FPI)和配备配电自动化(DA)的智能(二次)变电站，以减少其电网的停机时间。然而，FPIs仍然需要工程师额外的时间来定位电缆电路中的实际故障。DA允许网络控制中心在发生故障时重新布线。但是DA的价格很高，因此只能安装在特定数量的(二次)变电站上。智能电缆防护系统是一个很有前途的选择。
2019年，RNG在其位于科隆的三个电缆电路中安装了DNV的智能电缆防护(SCG)，这是一个全天候的故障预防和检测系统。SCG是一个资产监控平台，提供:
- 关于检测到的薄弱环节的警报，包括指示何时需要采取预防性维护行动的风险级别-根据检测到的部分放电(pd)或间歇性故障识别薄弱环节
- 关于探测到的短路故障的警报，例如，由于挖掘工程
- 任何检测到的弱点或故障的准确位置(在电路长度的1%以内)
- 有关电缆电路总体健康状况的信息
由于fpi和DA已经在其网络的某些部分就位，RNG希望量化SCG可以带来的成本和收益方面的额外收益。
智能电网成本效益分析
与DNV Smart Cable Guard的顾问一起，为RNG的一个相当小的变电站开发了一个成本效益模型，该变电站有15个电缆馈线。该模型评估了现有技术和Smart Cable Guard平台的运营和投资成本，以及经济效益。
为了建立成本效益模型，选择了RNG网络的一个特征区域。该区域由一个变电站组成，有15个a到O的电缆输出电路，总长42公里，为122个二次变电站/ rmu服务，总负荷为15.7兆瓦。
15根输出电缆被配置为开路环，其中每个电缆电路至少有一个备用馈电，用于故障后的快速(部分)再供电。根据RNG和DNV专家的经验，使用的其他参数包括:20%的电缆故障是由外部影响引起的;平均中断时间为40分钟;DA可将无故障电缆段的中断时间缩短95%。每种技术的成本包括系统硬件和安装资本成本(按10年折旧)以及年度运营使用和服务成本。对于DA，只考虑遥控器的成本，而不考虑电动开关的成本。每种技术的效益是根据每分钟避免的停机时间和负载的成本来计算的。
在使用SCG、DA和FPI(包括远程读取)的过程中，对所考虑的变电站的全部15条馈线进行了分析。在这项分析中，由于纸绝缘(PILC)电缆的比例很高，SCG监测的电缆电路长度被限制在3公里以内。此外，SCG和DA没有与FPI结合，因为这两种技术已经包含了故障检测功能。总体成本效益分析结果表明，在15条电缆线路中，5条线路最长、二次变电站数量多(超过10个)、负荷最高(超过1 MW)的电缆线路，在某些情况下采用SCG技术结合DA技术时，成本效益为正。图1显示了成本效益分析的总体结果:按递减顺序，电缆电路M、N、B、A和O从使用SCG或SCG和DA的组合中受益。在所有电缆电路中，使用FPIs的成本效益为负。
表现出1。在变电站中应用SCG, DA和FPI的总体结果
图2详细说明了15个输出电缆电路之一的选项，命名为n。对角线表示成本和收益之间的盈亏平衡线。因此，与这条直线的距离对其财务业绩具有决定性意义。对于电缆电路N，两个SCG系统的组合和在三个二级变电站中实施的DA提供了最高质量的供电。安装这种数字技术的组合还可以使RNG将该特定电缆电路的预期停机时间从7.5分钟减少到0.7分钟。在N3和N5之间的分支部署第三个SCG系统将进一步将停机时间减少到0.5分钟，但将导致负面的成本效益结果。
展览2。电缆N中所有相关数字技术组合的评估
为了验证成本效益分析的结果，DNV还使用NEPLAN®软件进行了网络可靠性计算。建立了特征电网区域网格模型，计算了该变电站中压电网的潮流和可靠性。这些可靠性计算的结果表明，与成本效益分析一样，电缆电路M、N、B、A和O是使用SCG的最佳目标。
如果建议的组合技术应用于得益于数字技术的所有五个电缆电路，该变电站覆盖的整个区域的预期停机时间(ASIDI)将从3.8分钟减少到1.7分钟(-55%)。在此基础上，这5条电缆电路所需投资的年回报率超过8%。
更多的信息
您想了解更多关于DNV开发的成本效益模型吗?一篇更详细的文章发表在德国行业杂志Energiewirtschaft上ew-Magazin 6/2022 | ew-Magazin(需要登录)。这篇新闻文章也可以以pdf格式下载在这里．
或者与DNV的智能电缆保护团队联系，讨论如何减少电网停机时间。