變電站電力系統(tǒng)自動化智能控制技術研究

區(qū)惠濂

摘 要：智能化變電站的推廣是電力系統(tǒng)改革的重要革新和體現(xiàn)，是電力系統(tǒng)改革不斷深化和發(fā)展的重要舉措，滿足了人們日益增長的高品質高標準電力需求和對電網(wǎng)現(xiàn)代化、信息化、智能化以及網(wǎng)絡化的管理建設。電力系統(tǒng)自動化智能控制將充分發(fā)揮變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)的各項功能，從而保障變電站運行的穩(wěn)定性和可靠性。

關鍵詞：變電站；電力系統(tǒng)；智能控制

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）23-0085-01

隨著電力系統(tǒng)的不斷革新深化和改革，對于變電站電力系統(tǒng)穩(wěn)定性能的監(jiān)控已經(jīng)越來越科學化、技術化和極具迫切性，舊式人工管理模式已經(jīng)無法適應先進的技術管理，電網(wǎng)規(guī)模的擴大所帶來的大量故障都促使著電力系統(tǒng)自動化智能控制技術的不斷發(fā)展和應用。因此本文對當前變電站電力系統(tǒng)自動化發(fā)展現(xiàn)狀進行簡要分析，并在此基礎上提出進一步設計闡述及對一些常見故障的處理方法。

1 電力系統(tǒng)智能控制發(fā)展現(xiàn)狀

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，近10年來我國電力行業(yè)得以快速發(fā)展，變電站自動化技術得以不斷更新并廣泛應用，變電站電力系統(tǒng)自動化的應用對于方便變電站內部各類設備運行和操作的監(jiān)控有著明顯的推動作用，其自動化智能控制技術能有效地收集大量的數(shù)據(jù)和信息，并利用計算機進行高速處理，有利于故障的分析處理、運行操作的實時監(jiān)控，切實保障了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全。從1984年第一套微機保護到2000年第一套專家系統(tǒng)的應用，隨著IEC61850國際標準的誕生，變電站電力系統(tǒng)的自動化實現(xiàn)了智能管理接替人工管理，大大縮減了人力資源投入成本，并適應于系統(tǒng)發(fā)展的趨勢和要求，以遠程監(jiān)視和控制的手段為電力系統(tǒng)的擴大規(guī)?；峁┝思夹g保障。智能控制在電力系統(tǒng)中的有效應用在于專家系統(tǒng)的設計和完善，并通過對知識庫的建立，運用推理機來進行設備作業(yè)匹配，并通過學習機的設計來實現(xiàn)后期的知識獲取，總的來說，我國目前變電站的智能控制發(fā)展現(xiàn)狀主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

①國內變電站基本實現(xiàn)遙測、遙控、遙信、遙調的四遙功能，部分網(wǎng)省公司的220 kV變電站無人值班比例達85%以上，設備運行狀態(tài)可以實時在線檢測和控制，繼保、安穩(wěn)控制等技術處在國際領先水平。

②專家系統(tǒng)：推理機。推理機的設計作為信息管理系統(tǒng)中重要專家控制部分，其設計充分體現(xiàn)了人工智能的理念，在事先形成全面的資源整合而形成豐富的數(shù)據(jù)庫基礎之上，以目標驅動控制來保障推理機運行，通過對機械設備特點的智能評估確定目標，便于搜索在資源庫中尋找到與之匹配的知識。推理機的設計實際上是對相關數(shù)據(jù)進行整合分析并匹配，進而轉換成指導目錄元素。推理機的設計對于變電站設備自動匹配作業(yè)目標和自動運行有著很強的實用性，其實質在于積累全面的專家知識，通過知識庫來存儲專家的經(jīng)驗，繼而運用專家的知識來進行推理。

③專家系統(tǒng)：學習機。學習機的設計實際上是對信息反饋收集后的一個分析并積累經(jīng)驗的過程，設計以手工知識獲取、半自動知識獲取以及自動知識獲取來收集在檢修過程中出現(xiàn)的信息資源以及信息反饋。學習機設計不僅擁有多元化的知識獲取功能，還具有人性化的操作技能，在對知識庫進行維護時采用了人工維護和智能維護兩種模式，能夠有效實現(xiàn)知識庫的半自動、全自動更新并不斷豐富。

2 電力系統(tǒng)智能控制的應用

2.1 智能控制的配置及功能

變電站電力系統(tǒng)自動化智能控制的結構配置要求考慮企業(yè)供電網(wǎng)絡的規(guī)模以及監(jiān)控的管理方法來確定，一般而言，結構配置可分為設備層、間隔層、站控層三個部分。

2.1.1 設備層

以進線回路、電機回路、饋線回路等回路進行設備配置設計，既能實現(xiàn)就地運行操作，又能實現(xiàn)遠程監(jiān)視和控制，其操作功能相對具有獨立性，主要包括一次設備和智能組件構成的智能設備、合并單元、智能終端、光纜等。以計算機控制系統(tǒng)發(fā)展的快速及更新速度來看，我國在設備層強化功能的舉措是必然的，現(xiàn)有的設備層能夠完成的功能主要包括對電容器組、母線和變壓器的保護與控制、保護微機通信、保護系統(tǒng)接地、保護現(xiàn)場整定數(shù)據(jù)計算，最為重要的是，其對于變電站的數(shù)據(jù)采集的保護，能夠保障狀態(tài)量、模擬量、脈沖量和數(shù)字量的實效、精確和安全。

2.1.2 間隔層

主要有保護測控單元、通信接口單元等，具有聯(lián)系設備層和站控層兩者起中轉作用的間隔層，其能有效解決因站控層與設備間的距離問題和設備層的設備數(shù)量較多無法直接與站控層建立通信的問題，間隔層的建立能有效的延長通信距離，并能分流設備層設備，在承上啟下的中轉作用體現(xiàn)下，讓變電站電力系統(tǒng)自動化的整體結構變得更加清晰和明確。

2.1.3 站控層

作為后臺監(jiān)控的站控層是實現(xiàn)遠程監(jiān)控的控制中心，通過對變電站大量數(shù)據(jù)進行收集處理不斷完善后臺操作系統(tǒng)，并且具備越限報警和異常狀態(tài)報警系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)與設備層間的通信，并且在不斷優(yōu)化的人機界面上進行遠程監(jiān)視和控制，在通過相關數(shù)據(jù)的分析處理之后能自動進行監(jiān)控系統(tǒng)的自我診斷以及自我修復，主要包括主機、操作員工作站、遠動通信設備等。總而言之，站控層作為控制中心，負責整個電力系統(tǒng)的調度和監(jiān)控。此外，站控層還配置了數(shù)據(jù)庫維護軟件、圖形庫生成軟件及開發(fā)應用軟件。

2.2 電力系統(tǒng)智能控制建設建議

電力系統(tǒng)自動化的建設是一項龐大的長期的項目，在建設中要求有技術和專業(yè)人才作為支撐，尤其在設備配置上和技術設計上都要做到人性化設計，以便于后期實現(xiàn)自動智能化管理。因此在實際建設中應該注意到以下幾點：

①從建設成本上來看，電力系統(tǒng)自動化建設時應該在保證電能質量的基礎上以提高自動化運行的可靠性和經(jīng)濟性為根本目的，要實現(xiàn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全監(jiān)控，因此在建設施工時要減少占地面積、降低工程造價和運行費用；在硬件配置上要簡化，盡量培養(yǎng)一批能夠熟練使用引進的國外設備的人才，以減少資源浪費；在后期維護工作中要通過制定詳細的檢修更新計劃，以降低維護運行的成本。

②控制保護接口的標準制定，與國際標準制定的情況比較，我國在控制保護接口標準的制定上尚不完善，因此在電力系統(tǒng)的設計、運行中需要制定一個控制保護接口的標準，有效地解決由于外來引進保護設備和監(jiān)控設備操控不當所引起的設備不知如何連接和如何通信等問題。控制保護接口標準的制定要符合國際化標準或者工業(yè)的行內標準，要制定相關標準，以保證設備的有效運行，減少設備資源不必要的浪費。在IEC61850標準應用過程中，各設備供應廠家在聯(lián)調及調試階段，出現(xiàn)存在模型不統(tǒng)一、配置工具不統(tǒng)一等問題，影響了現(xiàn)場調試進程。因此需要繼續(xù)補充完善IEC61850標準的工程應用規(guī)范，并實現(xiàn)配置工具的標準化設計。

③技術型管理人才的培養(yǎng)，變電站電力系統(tǒng)自動化智能控制并不是真正意義上的無人管理，在整個監(jiān)控鏈的終端依然是由人在掌控，這就是遠程監(jiān)控的真正涵義，因此對于人才的要求也就大大提高了。培養(yǎng)人才要從參與自動化建設的每個程序做起，要求管理人員掌握相關設備的操作方法及其功能，并且能夠通過自身所學的技能知識和站控層收集分析的相關數(shù)據(jù)進行監(jiān)控設備系統(tǒng)的維護和更新，以不斷優(yōu)化智能監(jiān)控的自動化系統(tǒng)，并且讓終端操作更為人性化。

參考文獻：

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