智能變電站實驗系統(tǒng)的建設(shè)

【摘 要】智能變電站的技術(shù)發(fā)展是一個需要較長時間來逐漸完善的過程，而一個可靠的智能變電站實驗系統(tǒng)的出現(xiàn)將縮短這個過程。簡要介紹智能變電站，并給出智能變電站實驗系統(tǒng)的建設(shè)內(nèi)容與注意事項。

【關(guān)鍵詞】智能變電站 實驗系統(tǒng) 建設(shè)內(nèi)容

一、引言

電力是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)。我國經(jīng)濟快速發(fā)展，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不斷地擴展和復(fù)雜，如何提高電力系統(tǒng)電能傳輸、分配的可靠性，同時延長系統(tǒng)運行壽命周期，提高運行管理自動化水平是各個電力公司面臨決策的問題。為了解決這些問題，同時又考慮到智能變電站是智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，那么一個智能變電站實驗系統(tǒng)就顯得非常重要。

二、智能變電站與傳統(tǒng)變電站的對比

智能變電站是采用先進、可靠、集成和環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和檢測等基本功能，同時，具備支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策和協(xié)同互動等高級功能的變電站。它與傳統(tǒng)變電站最大差別體現(xiàn)在三個方面：一次設(shè)備智能化、設(shè)備檢修狀態(tài)化，以及二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化。因此，智能變電站得到了日益廣泛的應(yīng)用，較過去常規(guī)變電站，極大的提高了勞動生產(chǎn)率，降低了運行人員的勞動強度，減少了誤操作的可能，改變了變電站運行的面貌。另一方面，通過應(yīng)用計算機技術(shù)，通訊技術(shù)等先進技術(shù)手段，改變了傳統(tǒng)二次設(shè)備的模式，簡化了二次保護控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了信息共享，減少電纜，減少占地面積，降低造價。

三、智能變電站存在的問題

智能變電站盡管優(yōu)于傳統(tǒng)變電站，但是在實際的工程應(yīng)用過程中同樣存在大量問題，有待改進。這些問題，主要體現(xiàn)在以下三個方面：

（一）采用計算機監(jiān)控系統(tǒng)帶來的信息爆炸。隨著對各類設(shè)備運行監(jiān)控的要求越來越高，系統(tǒng)設(shè)計日趨復(fù)雜，愈來愈多的信息接入到監(jiān)控系統(tǒng)，在發(fā)生事故時，運行人員所需的信息被淹沒在大量信息中，不利于運行人員及時了解事故信息，快速制訂事故處理方案。

（二）缺乏系統(tǒng)整體設(shè)計，目前，大多數(shù)變電站自動化系統(tǒng)在設(shè)計上，變電站監(jiān)控、保護故障信息系統(tǒng)、變電站運行管理等子系統(tǒng)相互孤立，無法很好地實現(xiàn)信息共享，造成某些功能的重復(fù)設(shè)置。

（三）變電站自動化系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)量繁多，網(wǎng)絡(luò)布線十分復(fù)雜，任何一個節(jié)點的故障均影響對該節(jié)點的實時監(jiān)控，因此，如何更好地對變電站自動化系統(tǒng)中的通信網(wǎng)絡(luò)實施在線監(jiān)視和管理，及早發(fā)現(xiàn)隱患，消除故障，保障系統(tǒng)可靠的運行，也是設(shè)計變電站自動化系統(tǒng)時應(yīng)該重點考慮的問題。

四、智能變電站實驗系統(tǒng)的建設(shè)

智能變電站實驗系統(tǒng)具體該如何建設(shè)，可以有多種方案。本文將介紹一種中小型智能變電站實驗系統(tǒng)的建設(shè)方案。該實驗系統(tǒng)，是一個高度自動化的多功能實訓(xùn)平臺，它由一臺發(fā)電機組、雙回路輸電線路、無窮大電源，雙主變變電站和三分段三聯(lián)絡(luò)配電線路等一次電力單元和電力現(xiàn)場實際運行的微機保護、微機自動裝置等二次設(shè)備組成。通過單回、雙回線路和降壓變電站的組合，構(gòu)成發(fā)電機、無窮大系統(tǒng)與各個分段配電線路之間的復(fù)雜供配電電力網(wǎng)絡(luò)。主線路總長模擬110kV/50kM高壓中短距離輸電線路，主變壓器低壓側(cè)為單母分段接線形式，配電線路模擬10kV配用電網(wǎng)絡(luò)，配電線路采用“三分段三聯(lián)絡(luò)”接線形式；可完成發(fā)電系統(tǒng)、變電系統(tǒng)、輸電線路等多方位、多角度實驗內(nèi)容。

五、建設(shè)注意事項

（一）電氣一次部分。該實驗系統(tǒng)一次部分由電力系統(tǒng)輸、變電模擬和配網(wǎng)系統(tǒng)模擬組成，各部分既能獨立運行完成課題研究，又能組成一個整體，作為大型電力系統(tǒng)課題研究。一次設(shè)備采用實物模擬仿真，能夠真實反映電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)運行工況；能夠真實再現(xiàn)各種運行工況的物理過程，獲得明確的物理概念；模擬發(fā)電機容量不小于五千瓦，原動機容量不小于七千瓦，變電物理仿真一次設(shè)備容量不低于30kVA，變壓器為Y/△接線，低壓側(cè)配置Z型接地變壓器并經(jīng)消弧線圈接地。電力系統(tǒng)分析平臺接線采用典型的發(fā)—變—輸組網(wǎng)方式；變電部分采用兩主變的配置，低壓側(cè)單母分段；配網(wǎng)系統(tǒng)分析平臺為“三分段三聯(lián)絡(luò)”運行網(wǎng)絡(luò)；整套實驗設(shè)備要配置完整的微機自動控制裝置、微機穩(wěn)定控制裝置、微機繼電保護以及測控、錄波裝置和電力系統(tǒng)微機監(jiān)控主站和配調(diào)一體化的監(jiān)控分析平臺。

（二）電氣二次部分。電氣二次部分各電氣量參數(shù)、性能指標符合行業(yè)標準；電氣二次部分選為現(xiàn)場實際應(yīng)用的、先進的、口碑好的設(shè)備，配置數(shù)量能夠完成電氣一次設(shè)備的測量、調(diào)節(jié)、控制、保護等功能；記錄設(shè)備能夠完整反映系統(tǒng)的各種運行狀況及參數(shù)，符合實際系統(tǒng)運行時的數(shù)據(jù)記錄與事故分析功能；實驗設(shè)備所含微機保護裝置，應(yīng)配置百兆以太網(wǎng)接口，支持IEC61850通訊規(guī)約，可用于數(shù)字化變電站；二次設(shè)備滿足實踐教學(xué)的可測試性和可操作性；發(fā)變組保護采用工業(yè)現(xiàn)場微機保護的裝置。

（三）監(jiān)控設(shè)備。監(jiān)控設(shè)備選用工業(yè)現(xiàn)場實際應(yīng)用的、先進的、口碑好的設(shè)備，并滿足配電自動化、調(diào)度自動化要求；監(jiān)控主站包括配電、變電、發(fā)電管理三個子系統(tǒng)；配用電就地通信網(wǎng)絡(luò)負責各種配電終端、綜合計量終端、配電層的主要用能設(shè)備、節(jié)能設(shè)備和電能治理設(shè)備的接入；變配電單元網(wǎng)絡(luò)負責該單元保護、測控和自動裝置的接入，以及若干配電通信網(wǎng)絡(luò)的接入；系統(tǒng)骨干和監(jiān)管中心網(wǎng)絡(luò)負責變配電單元網(wǎng)絡(luò)、配用電就地通信網(wǎng)絡(luò)的接入；對外與配調(diào)主站、生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)建立通信接口；同時支持后期IEC61970標準CIM/XML導(dǎo)入/導(dǎo)出、支持IEC61970CIM/CIS實現(xiàn)信息互操作；網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)、通信協(xié)議滿足最新行業(yè)標準；實現(xiàn)對系統(tǒng)的監(jiān)視、數(shù)據(jù)處理與管理、系統(tǒng)運行方式的視覺輸出等功能；監(jiān)控設(shè)備的配置能夠反映目前發(fā)電廠、變電所電力自動化設(shè)置的先進水平，對一次設(shè)備的控制均滿足“四遙”功能；監(jiān)控系統(tǒng)具有拓展性。

六、結(jié)束語

智能變電站是未來變電站的發(fā)展方向，其實驗系統(tǒng)在這個發(fā)展過程中具有很好的指導(dǎo)意義。本文雖然在實驗系統(tǒng)該如何建設(shè)作了一定介紹，但難免有所缺漏，所以在實際建設(shè)中應(yīng)該多多注意。

參考文獻：

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