智能變電站關(guān)鍵技術(shù)及其構(gòu)建方式

曾炳坤

摘 ?要：智能變電站具有可靠性強(qiáng)、互動(dòng)性、低碳環(huán)保等眾多優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為現(xiàn)代以及未來電網(wǎng)發(fā)展的主要趨勢(shì)。關(guān)鍵技術(shù)以及構(gòu)建方式是衡量智能變電站水平的重要標(biāo)準(zhǔn)，文章從智能變電站的特點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)以及構(gòu)建方式進(jìn)行了分析，希望能夠?yàn)樽冸娬竟芾砣藛T以及相關(guān)研究人員提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：智能變電站;關(guān)鍵技術(shù);構(gòu)建方式

中圖分類號(hào)：TM733 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1006-8937（2015）35-0012-01

電力在社會(huì)生活和生產(chǎn)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們對(duì)電能的需求量不斷提高，并且對(duì)供電質(zhì)量提出了更高的要求。智能變電站的推廣和應(yīng)用，能夠顯著提高整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、可靠性以及穩(wěn)定性，在很大程度上滿足人們對(duì)電能服務(wù)的需求，同時(shí)還適應(yīng)我國低碳環(huán)保的發(fā)展趨勢(shì)，越來越受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。因此，文章針對(duì)智能變電站關(guān)鍵技術(shù)及其構(gòu)建方式的研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 ?智能變電站的特點(diǎn)分析

1.1 ?環(huán)保性

智能變電站采用電子式互感器、光纖代替?zhèn)鹘y(tǒng)的充油式互感器、電纜，既能夠節(jié)省資源，又能夠降低對(duì)環(huán)境造成的污染，對(duì)于構(gòu)建環(huán)境友好型以及資源節(jié)約型社會(huì)具有非常重要的推動(dòng)作用。

1.2 ?互動(dòng)性

智能變電站采用統(tǒng)一的數(shù)字化信息采集系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)智能變電站內(nèi)部以及整個(gè)電網(wǎng)之間的信息交互，為智能電網(wǎng)的安全、可靠運(yùn)行提供可靠的信息。

1.3 ?可靠性

可靠性是智能變電站的基本要求，其不僅要求智能變電站具有靈敏的自診能力和自愈能力，還要求智能設(shè)備具有較強(qiáng)的可靠性，即使設(shè)備發(fā)生故障，也能夠做好預(yù)警和故障處理工作，盡可能將故障損失降低到最小范圍。

2 ?智能變電站關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 ?在線監(jiān)測(cè)技術(shù)

智能變電站是一個(gè)龐大、復(fù)雜的系統(tǒng)，在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)﹁F芯電流接地、變壓器油色譜等進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)控，現(xiàn)階段的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)逐漸成熟，監(jiān)測(cè)結(jié)果比較準(zhǔn)確。但是，智能變電站中存在大量通訊設(shè)備、電子設(shè)備，會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁干擾，對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生不良影響，因此在線監(jiān)測(cè)技術(shù)尚處在試點(diǎn)應(yīng)用階段。

2.2 ?電子互感器技術(shù)

電子互感器技術(shù)是現(xiàn)代智能變電站的關(guān)鍵技術(shù)之一，我國第一批七個(gè)智能變電站試點(diǎn)工程中都采用了電子式互感器，例如光纖式互感器、分壓式互感器等，在試點(diǎn)應(yīng)用過程中表現(xiàn)以下問題：光纖式互感器，如果電流較小，會(huì)產(chǎn)生較大的噪音;分壓式互感器，其高壓傳感器部分存在若干電路設(shè)備，如果沒有外部供電將會(huì)停止工作，并且還需要解決電磁兼容問題。對(duì)此，研究人員在采用電子互感器技術(shù)時(shí)，會(huì)結(jié)合傳統(tǒng)互感器與合并單元采樣，以此提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。

2.3 ?信息管理儲(chǔ)存技術(shù)

智能變電站的數(shù)據(jù)采集、儲(chǔ)存以及管理，通過統(tǒng)一的數(shù)字化信息平臺(tái)完成，為了保證智能變電站數(shù)據(jù)信息采集的質(zhì)量，數(shù)字化信息平臺(tái)需要具故障恢復(fù)機(jī)制。數(shù)字化信息平臺(tái)是智能變電站信息管理的中心，信息的采集、集成、轉(zhuǎn)換、調(diào)用以及儲(chǔ)存等，都通過數(shù)字化信息平臺(tái)完成。高度集成、統(tǒng)一的數(shù)字化信息平臺(tái)，不僅能夠?yàn)樾畔?shù)據(jù)的采集、傳遞、擴(kuò)展以及共享等提供平臺(tái)，還能夠?yàn)橹悄茏冸娬咎峁┝己玫慕?jīng)濟(jì)性和擴(kuò)展性。

2.4 ?分布式電源保護(hù)控制技術(shù)

分布式電源在智能變電站中的應(yīng)用，能夠顯著提高智能變電站的安全性、效率性以及靈活性，有效改變傳統(tǒng)單向潮流的問題，將傳統(tǒng)單一電源轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)多電源網(wǎng)絡(luò)。分布式能源是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的模塊，既能夠在大電網(wǎng)上并網(wǎng)運(yùn)行，又能夠單獨(dú)運(yùn)行，電壓、無功等對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響相對(duì)較大，為了保證分布式電源能夠零故障運(yùn)行，應(yīng)該設(shè)置繼電保護(hù)系統(tǒng)，該繼電保護(hù)系統(tǒng)需要具有快速感知電網(wǎng)故障的能力，以此保證保護(hù)的可靠性、靈敏性、快速性以及選擇性。

2.5 ?二次智能設(shè)備組網(wǎng)措施

智能變電站設(shè)備組網(wǎng)措施應(yīng)該以三層兩網(wǎng)為依據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，合并單元以及終端智能應(yīng)該根據(jù)間隔下方合理的設(shè)置在匯控柜中，對(duì)于二次智能設(shè)備的保護(hù)，通常采用測(cè)控一體化設(shè)備。把110 kV主變壓器保護(hù)和220 V等級(jí)保護(hù)相結(jié)合，采用星型雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)交換機(jī)。采用直采直跳的方式進(jìn)行保護(hù)，為了及時(shí)、準(zhǔn)確的反映間隔封閉、設(shè)備啟動(dòng)失靈等信號(hào)，應(yīng)該采用GOOSE網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)。

3 ?智能變電站的構(gòu)建方式

3.1 ?體系架構(gòu)構(gòu)建

智能變電站的體系架構(gòu)和傳統(tǒng)變電站體系架構(gòu)相比，智能變電站的體系架構(gòu)更加復(fù)雜、結(jié)構(gòu)更加緊湊、功能更加豐富，更能夠符合變電站未來發(fā)展的趨勢(shì)。智能變電站復(fù)雜、緊湊的架構(gòu)，使變電站功能集成、信息冗余方式、功能分布、信息采集和傳輸、設(shè)備信息交互模式等發(fā)生了很大的變化。通過使用硬件集成技術(shù)、軟件構(gòu)件技術(shù)等，將智能變電站變成更加可靠、靈活、安全以及穩(wěn)定的架構(gòu)體系，同時(shí)該種架構(gòu)體系顯著提高了智能化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)字化、信息化以及智能化程度，加強(qiáng)了智能化變電站和整個(gè)電網(wǎng)的信息交互。

3.2 ?智能設(shè)備的設(shè)計(jì)

智能設(shè)備是智能變電站的重要組成部分，智能設(shè)備能夠通過在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)以及評(píng)估技術(shù)，對(duì)其自身的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并發(fā)現(xiàn)其自身存在的問題，便于變電運(yùn)維人員采取針對(duì)性的措施進(jìn)行處理，消除故障，同時(shí)還能夠高度集成間隔層設(shè)備與過程層設(shè)備。智能變電站的智能設(shè)備包括高壓設(shè)備及其相關(guān)智能組件，通常以多個(gè)高壓設(shè)備內(nèi)嵌或者外置若干智能組件的方式存在，智能組件是一個(gè)比較靈活的概念，既可以由多個(gè)智能組件完成一項(xiàng)功能，也可以由一個(gè)智能組件完成多項(xiàng)功能。通過合理的設(shè)計(jì)和應(yīng)用智能設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)所有智能設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)和評(píng)估，既能夠降低事故或者隱患的發(fā)生率，還能夠降低智能變電站運(yùn)行和管理成本，顯著提高智能變電站的運(yùn)行穩(wěn)定性。

3.3 ?信息資料安全以及繼電保護(hù)

傳統(tǒng)變電站的繼電保護(hù)水平相對(duì)較低，為了保證智能變電站能夠安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，應(yīng)該采用開放式方孔策略，根據(jù)智能化電網(wǎng)運(yùn)營數(shù)據(jù)的變化，制定一系列的保護(hù)措施實(shí)現(xiàn)對(duì)智能變電站的動(dòng)態(tài)調(diào)控。智能變電站的設(shè)備、控制技術(shù)具有高度集成化、自動(dòng)化的，為了保證數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)陌踩院涂煽啃?，?yīng)該創(chuàng)建信息安全評(píng)估系統(tǒng)，由信息安全評(píng)估系統(tǒng)對(duì)智能變電站的所有數(shù)據(jù)信息進(jìn)行監(jiān)控和評(píng)估，以此保證信息資料的完整性。

4 ?結(jié) ?語

總而言之，智能變電站具有低碳環(huán)保、互動(dòng)性和集成性強(qiáng)、可靠性高等眾多優(yōu)點(diǎn)，在未來電網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展中具有廣泛的前景。但是，我國智能變電站起步相對(duì)較晚，智能變電站的開發(fā)以及建設(shè)工作尚處于起步階段，并沒有創(chuàng)建高效、穩(wěn)定的數(shù)字化信息平臺(tái)，各種關(guān)鍵技術(shù)也處在試驗(yàn)階段，想要實(shí)現(xiàn)智能變電站的構(gòu)建，還有很長的一段路要走。

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