探討變電站智能化改造項(xiàng)目規(guī)劃與實(shí)施

韋勇++王珂++李璐++周明++于瀚

[摘 要]隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電網(wǎng)負(fù)荷的不斷增加，用戶對供電可靠性要求不斷提高，我國的智能化變電站建設(shè)也進(jìn)入了快速發(fā)展時期。變電站智能化改造工程實(shí)際，對智能變電站建設(shè)中所遇到的常見問題提出了實(shí)際解決方案。

[關(guān)鍵詞]智能電網(wǎng)；智能變電站；智能終端

中圖分類號：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）27-0022-01

近20年的發(fā)展，國內(nèi)外在智能變電站設(shè)備的研究、開發(fā)和運(yùn)用上取得長足進(jìn)展。目前，國內(nèi)已有多個智能變電站投入運(yùn)行，且運(yùn)行狀況良好。但現(xiàn)階段對變電站智能化技術(shù)的研究多為新建智能變電站的應(yīng)用，而對常規(guī)變電站智能化改造的研究卻較少?，F(xiàn)有的少數(shù)幾個改造案例的實(shí)施方案基本上都是全站停電后進(jìn)行一次、二次設(shè)備的全部更換，以此實(shí)現(xiàn)常規(guī)變電站的智能化改造。這種改造方式成本高，相當(dāng)于在原站址重建一座智能變電站，而且在一些重要樞紐變電站無法采用全站停電的改造方案。因此研究一種行之有效的分階段智能化改造方案，實(shí)現(xiàn)分設(shè)備停電改造，才能滿足對大多數(shù)常規(guī)變電站進(jìn)行智能化改造的需求。我國智能電網(wǎng)是社會、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。智能化變電站則是整個智能電網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵，智能變電站是指采用先進(jìn)、可靠、集成、低碳、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(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測等基本功能，同時具備支持電網(wǎng)實(shí)時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能。變電站實(shí)現(xiàn)智能化的方式無非是新建與改造兩種，而我國在已建立較為成熟可靠電網(wǎng)的基礎(chǔ)上，通過對常規(guī)變電站的改造來實(shí)現(xiàn)智能化成為智能化變電站建設(shè)的主要方式。在智能化技術(shù)日益完善的過程中，不同的設(shè)計(jì)不同的施工方案利弊存在爭議。

1、 變電站智能化改造工程

智能化變電站是數(shù)字化變電站的升級和發(fā)展，在數(shù)字化變電站的基礎(chǔ)上，結(jié)合智能電網(wǎng)的需求，對變電站自動化技術(shù)進(jìn)行充實(shí)，以實(shí)現(xiàn)變電站智能化功能。除了變壓器、開關(guān)設(shè)備、輸配電線路及其配套設(shè)備之外，智能化變電站在硬件上的兩個重要特征是：大量新型柔性交流輸電技術(shù)及裝備的應(yīng)用，智能化變電站的一二次設(shè)備進(jìn)行高度的整合與集成，所有的裝備具有統(tǒng)一的接口。智能化變電站是采用先進(jìn)的傳感器、信息、通信、控制、智能等技術(shù)，以一次設(shè)備參量數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化信息平臺為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)變電站實(shí)時全景監(jiān)測、自動運(yùn)行控制、與站外系統(tǒng)協(xié)同互動等功能，達(dá)到提高變電可靠性、優(yōu)化資產(chǎn)利用率、減少人工干預(yù)、支撐電網(wǎng)安全運(yùn)行、可再生能源“即插即退”等目標(biāo)的變電站。變電站的智能化改造同時涉及一次設(shè)備及二次設(shè)備的更換改造，在改造過程中既要保證改造工作的順利進(jìn)行，又要保證其他運(yùn)行設(shè)備的安全，還要盡量縮短設(shè)備的停電時間，往往任務(wù)重、時間短。在對老舊變電站的智能化改造過程中，運(yùn)行人員的停送電倒閘操作頻繁、一二次設(shè)備改造牽扯面廣，接線復(fù)雜。改造中多專業(yè)、多單位、多班組交叉作業(yè)，現(xiàn)場人員多，人員技術(shù)素質(zhì)不一、施工地點(diǎn)多，因此現(xiàn)場危險點(diǎn)多，極易發(fā)生各類違章和事故，為了保證用戶可靠供電、電網(wǎng)安全、設(shè)備安全和改造現(xiàn)場安全，必須做好現(xiàn)場智能化改造的一系列工作：提前做好智能化改造變電站現(xiàn)場勘查，做好三措（組織措施、技術(shù)措施和安全措施）和施工方案，周密做好停電計(jì)劃，主管部門和各單位、各班組做好協(xié)調(diào)和溝通工作。

2、智能化改造方案

變電站智能化改造采用先進(jìn)、可靠、集成、低碳、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(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實(shí)時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動、智能巡檢等高級應(yīng)用功能。 改造后由智能化一次設(shè)備（電子式互感器及常規(guī)互感器就地?cái)?shù)字化、合并單元、智能化終端等）和網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備分層（過程層、間隔層、站控層）構(gòu)建，建立在iec61850通信規(guī)范基礎(chǔ)上，變電站將成為能夠?qū)崿F(xiàn)變電站內(nèi)智能電氣設(shè)備間信息共享和互操作的現(xiàn)代化變電站。

3.1、220kv、35kv及主變110kv側(cè)采用原有的常規(guī)互感器+就地合并單元的形式，實(shí)現(xiàn)電流電壓采樣值的就地?cái)?shù)字化。合并單元將采樣值信息以iec61850-9-2點(diǎn)對點(diǎn)的方式傳輸給各間隔保護(hù)測控等間隔層設(shè)備。110kv出線側(cè)采用電子式互感器+就地合并單元的形式，合并單元將采樣值信息以iec61850-9-2點(diǎn)對點(diǎn)的方式傳輸給各間隔保護(hù)測控等間隔層設(shè)備。智能開關(guān)采用智能終端+goose實(shí)現(xiàn)了開關(guān)設(shè)備的數(shù)字化和過程層數(shù)字化，智能終端安裝在戶外智能就地柜內(nèi)與開關(guān)設(shè)備配合實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備的智能化。

3.2 智能化變電站的體現(xiàn)方式

電子互感器及常規(guī)互感器及就地?cái)?shù)字化；二次設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化；高級應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)；合并單元及智能終端的應(yīng)用；增加變壓器等的在線監(jiān)測裝置；輔助系統(tǒng)的應(yīng)用。

3.2.1、站控層與間隔層保護(hù)測控等設(shè)備采用iec61850-8-1通信協(xié)議；間隔層保護(hù)測控等設(shè)備與過程層智能終端采用goose通信協(xié)議。

3.2.2、間隔層保護(hù)測控等設(shè)備與過程層合并器采用iec61850-9-2點(diǎn)對點(diǎn)通信協(xié)議；

3.2.3、過程層設(shè)備由互感器、智能就地柜等與一次設(shè)備直接聯(lián)系的單元組成。

3.3、針對戶外開關(guān)的智能控制要求，采用智能就地柜和智能終端。智能終端是連接一次開關(guān)設(shè)備和二次保護(hù)、測控裝置的智能化設(shè)備，其作用是采集一次開關(guān)設(shè)備的狀態(tài)通過goose網(wǎng)絡(luò)傳輸至保護(hù)和測控裝置，同時通過goose網(wǎng)絡(luò)接收保護(hù)和測控裝置的命令對一次開關(guān)設(shè)備進(jìn)行操作。智能終端單獨(dú)下放到戶外，安裝在一次設(shè)備旁邊，通過光纖goose網(wǎng)絡(luò)與保護(hù)室內(nèi)的保護(hù)和測控裝置進(jìn)行通訊。每臺主變配雙重化的主后一體化裝置、單套測控裝置；主變保護(hù)跳各側(cè)開關(guān)通過直接用光纜點(diǎn)對點(diǎn)給智能終端發(fā)跳閘命令。主變智能終端、非電量保護(hù)及主變本體測控整合下放到主變旁的戶外柜，非電量遵循國網(wǎng)要求直采直跳。主變中性點(diǎn)和間隙電流互感器采用常規(guī)互感器，常規(guī)互感器的二次模擬信號接入合并單元后可轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。合并單元就地放置于戶外密封箱中。間隔層、站控層之間采用以太網(wǎng)雙網(wǎng)，以iec61850通信協(xié)議構(gòu)建，具備站內(nèi)智能電氣設(shè)備間信息共享和互操作的條件。間隔層設(shè)備由繼電保護(hù)裝置、測控裝置等組成。與過程層智能終端采用goose通信協(xié)議，與合并器采用iec61850-9-2通信標(biāo)準(zhǔn)，220kv、110kv、35kv主變間隔的智能終端和合并單元均配雙套。站控層一體化信息平臺，支持各種數(shù)據(jù)的接入、存儲和快速高效的檢索，采用統(tǒng)一建模思想和方法，將在線監(jiān)測、保護(hù)、測控、通信、計(jì)量、直流輔助系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測、視頻、安防、環(huán)境參量等數(shù)據(jù)的模型標(biāo)準(zhǔn)化。在保護(hù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的完整及一致性基礎(chǔ)上，建立統(tǒng)一的全景數(shù)據(jù)處理平臺，為各智能應(yīng)用提供標(biāo)準(zhǔn)化的信息訪問接口。

4、結(jié)束語

變電站的智能化改造工程，從運(yùn)行人員的角度來說，是一項(xiàng)從頭至尾全過程負(fù)責(zé)到底的工作，現(xiàn)場大、工作復(fù)雜、人員多、危險點(diǎn)多，運(yùn)行人員的責(zé)任也就更大，變電站內(nèi)的一切都是他們的責(zé)任區(qū)，做好風(fēng)險管控工作，做好現(xiàn)場安全工作，對保證變電站智能化改造安全、順利的完成起著至關(guān)重要的作用。經(jīng)過智能化升級改造后，將與傳統(tǒng)變電站在技術(shù)、運(yùn)行、檢修維護(hù)等方面均存在較大差異，智能化變電站在國內(nèi)還處在起步階段，在今后的應(yīng)用過程中還會不斷的發(fā)展、完善、提高。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳樹勇，宋書芳，李蘭欣，等.智能電網(wǎng)技術(shù)綜述 [J]. 電網(wǎng)技術(shù)，2009，（8）.endprint