文/刘 勤
在细分行业发展的大背景下,新能源并网规模不断增大,推动电网向“源网荷储”结构转型。配电网建设及行业发展尚处于电网结构转型过程中,呈现出一些基本特点:一是不同地区电网发展不平衡不充分,城乡电网均等化仍有差距;二是通过电网建设提高供电可靠性难度加大;三是新能源并网及新基建增量负荷的接入对配电网带来新的影响。这些情况给整个行业提供了发现问题、解决实际痛点的需求,也催生了更多有竞争力的智能化、物联化、综合能源方案等新产品、新模式和新企业。
上海宏力达信息技术股份有限公司创立于2011年,公司主要从事配电网智能设备的研发、生产和销售,以及电力应用软件研发及实施等信息化服务,同时提供IoT通信模块、系统集成等产品和服务。章辉现任宏力达董事长,在这些年的职业生涯中,章辉曾入选科学技术部“创新人才推进计划-科技创新创业人才”,荣获浙江省科学技术进步奖、河南省科学技术进步奖、第八届松江区质量金奖,2020年获得上海市高新技术成果转化项目百佳。此外,章辉还被中国上市公司协会选为中国上市公司协会第三届会员理事等。
公司团队对研发立项内容的选择是根据章辉对公司的长期规划并结合用户的实际需求确定的,研发内容均具有一定前瞻性。目前,章辉针对国网新发布的技术规范,通过研发对一二次深度融合开关产品进行了升级。其产品设计已经高于国网新技术规范要求的高精度、高可靠性、高环境适应性的特点。
章辉与团队共同研发的核心产品有智能柱上开关,系应用物联网和智能化技术,实现了传统电气开关与物联传感设备、边缘计算、工业控制设备的融合,从而使柱上开关具备了人机互联能力、终端研判能力及深度集成化的特点,能高效地在终端进行故障研判、故障定位、故障隔离,并实现远程人机交互,具有故障研判准确率高、故障定位精确、故障隔离快速高效、人机交互能力强、线损采集准确等优点。该产品可以替代传统柱上开关,是智能配电网建设中的重要组成部分。
智能柱上开关实现了传统电气机械设备与传感设备、通信设备、控制设备的融合,硬件设备与边缘计算技术的融合。该产品解决了一二次设备接口不匹配,兼容性、互换性、扩展性差和接地故障研判准确率偏低等行业难题。采用传感器替代互感器,提高小电流接地故障研判准确率等均是行业长期的技术难题,章辉和技术团队研发的产品已突破了互感器技术难点,实现传感器替代互感器,同时将小电流单相接地故障研判准确率大幅提高。目前,该智能柱上开关短路故障研判准确率达99%以上,单相接地故障研判准确率达90%,重合闸准确率接近100%,准确率高于行业平均水平。
小电流接地故障特征放大技术也是章辉和团队自主研发的核心技术之一,其主要应用于10kV配电网接地故障智能辅助研判设备。当配电线路发生小电流接地系统单相接地故障时,对非故障相和大地之间短时投切一个一定容量的电阻,多次利用电阻投切产生的“短路电流”将对地电流放大几十倍,大大提高小电流单相接地故障定位的准确性。并能区分出永久接地与瞬间接地,确保只在永久接地发生时自动投入短时放大的接地电流。
传统柱上开关对线路起到的主要作用是配电线路区间分段投切、控制以及短路故障保护,主要应用于线路供电、断开、闭合等场景。因此,章辉和技术团队让智能柱开关上具有先进的物联化、智能化和集成化的智能设备,并深度融合了一二次设备、传感器、网络设备、通信设备,拥有传统柱上开关并不具备的单相接地故障和隔离,以及线损电量采集等功能,对单相接地故障频发以及线损较高、线路供电稳定性要求高、人机交互能力要求高的区段,加装智能柱上开关可以提高供电可靠性,通过降损提升经济效益。
一二次成套开关主要把二次产品成套于一次开关上,采用电压互感器和电流互感器,解决部分原有配网自动化的问题,实现线损采集功能。但控制终端仍沿用原有的FTU及其配套的电磁式取电PT,即电压互感器。该类产品仍然存在安装不便、接口电缆较多、一二次部件生命周期不同步以及电磁式取电PT固有的问题。章辉和技术团队所研发的一二次融合智能柱上开关产品,用电压/电流传感器替代电压/电流互感器,把电压、电流传感器和取电模块及真空灭弧室一体化固封在极柱中,同时采用超低功耗的控制终端,取消了电磁式取电PT,大大降低了产品的体积和重量,提高了整体的可靠性,一二次部件具备相同的生命周期。更为重要的是,该智能柱上开关的故障研判率处于行业领先地位。
在章辉的引领下,宏力达的产品与同行业现有所谓的竞争产品在融合方式、极柱结构、电流/电压采样方式、取电方式、故障切除时间、馈线终端功耗以及接地故障研判准确率等各方面均具有较大竞争优势。如采用传感器替代互感器,提高小电流接地故障研判准确率等均是行业长期的技术难题,而宏力达的产品已突破了互感器技术难点,实现传感器替代互感器,同时将小电流单相接地故障研判准确率提高至90%,该优势并非竞争对手轻易可超越。
除此以外,宏力达在电网故障研判领域长期积淀,在数据积累、软件迭代方面,也都领先竞争对手。章辉通过对智能开关、故障指示器及其运行状态长期跟踪研究,积累了大量配电网实际运行中的故障数据,并建立了不同类型的监控数据库。通过对过往实际故障数据的积累,公司的算法模型将不断优化,准确率也有望不断提升。
与此同时,章辉还带领团队积极参加国家电网及南方电网的采购活动。2021年上半年,公司通过了国网公司10kV柱上断路器、接地短路故障指示器、环网柜的供应商资质能力信息核实;也顺利通过了南方电网10kV柱上断路器的供应商资质能力信息核实,满足后续向全国拓展市场的相应资质要求。公司前三季度实现净利润约3.28亿元,超过2021年全年已实现净利润。
未来,章辉将继续加强研发投入,研发重点方向包括:不断提升现有产品性能,用以满足不同地区不同业务场景应用的电网用户使用需求,通过在物联网智能感知、边缘计算和工业集成技术方面的投入、深化和迭代,保持公司核心产品在物联化、智能化、集成化等方面的先进性表征和优势;面向前瞻性技术研究和新产品研发,围绕现有核心技术及大量应用经验,持续挖掘用户需求,拓展和丰富产品线以解决在能源互联网场景下的电力业务应用需求。
随着“电力物联网”及“能源互联网”的发展,章辉带领公司多年来研发积累的核心技术顺应行业发展趋势,建立了涵盖产品研发、软硬件设计、测试验证、工艺制造等领域完善的研发体系,不断提升公司整体研发实力。未来,基于目前在故障研判、故障定位、故障隔离、一二次融合方面的技术优势及大量现有产品的成功应用案例,章辉将继续加强其他配电产品智能化的研发工作。