論智能化變電站建設(shè)模式的選擇

梁雪珊

摘要：近年來，我國的智能變電站建設(shè)取得了巨大成就。隨著技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善，以及關(guān)鍵技術(shù)的研制取得重大突破，一些高級應(yīng)用功能、自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架等眾多技術(shù)得以解決和提升，從而全站的信息數(shù)字化、高級應(yīng)用互動化等多方面的實現(xiàn)。文章首先分析了智能化變電站的特點及結(jié)構(gòu)，然后重點對標(biāo)準(zhǔn)配送式智能變電站建設(shè)模式進行探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：智能化變電站；職能；技術(shù)；建設(shè)模式

一、智能化變電站概述

1.智能化變電站的概念

智能變電站指的是綜合采用先進、可靠、集成及環(huán)保的智能設(shè)備，以信息數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化及信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監(jiān)測等基本功能，并根據(jù)需要支持電網(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。

2.智能化變電站的特點

（1）信息建模統(tǒng)一化：智能變電站除了基于 IEC61850的標(biāo)準(zhǔn)建模外，還可以實時監(jiān)測電網(wǎng)運行狀態(tài)，自動識別設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)模型，及時為控制中心提供決策信息。（2）數(shù)據(jù)采集全景化：智能變電站充分利用對時系統(tǒng)，能夠同步區(qū)域及站內(nèi)時鐘，標(biāo)準(zhǔn)化站內(nèi)設(shè)備的靜態(tài)及動態(tài)信息模型，最終向智能電網(wǎng)傳遞統(tǒng)一斷面的全景數(shù)據(jù)。（3）設(shè)備檢修狀態(tài)化：智能變電站的全面采集可以反映出系統(tǒng)主設(shè)備運行的電脈沖和局部過熱等各特征量，通過建立設(shè)備狀態(tài)檢修的信息模型，構(gòu)建出較為可靠的狀態(tài)監(jiān)測預(yù)警機制，支撐狀態(tài)檢修的專家系統(tǒng)。（4）控制操作自動化：智能變電站擁有程序化操作功能，除了站內(nèi)一鍵觸發(fā)，還可以執(zhí)行監(jiān)控、調(diào)度中心和后臺系統(tǒng)發(fā)出的一系列操作指令，自動完成操作。

3.智能化變電站的結(jié)構(gòu)

智能變電站結(jié)構(gòu)具體劃分為間隔層、過程層和站控層共三層。（1）間隔層。它是指智能變電站的保護設(shè)施可以對智能變電站起到隔離的作用，主要包括傳感器與裝置穩(wěn)定以及智能變電站里的保護設(shè)施等。它們維持著智能變電站系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性和安全性。（2）過程層。它是一次設(shè)備和二次設(shè)備的相結(jié)合，主要包括智能單元、合并單元及電子互感器等，主要是完成和一次設(shè)備有關(guān)的功效，比如開關(guān)量、模擬量的控制與收集、命令的執(zhí)行等。（3）站控層：該層包括通信系統(tǒng)、自動化站級監(jiān)視控制系統(tǒng)、站域控制系統(tǒng)等，實現(xiàn)面向全站設(shè)備的監(jiān)視及信息交互功能，同時具有數(shù)據(jù)采集、電量采集和保護信息管理等方面功能。

二、標(biāo)準(zhǔn)配送式智能變電站建設(shè)模式分析

標(biāo)準(zhǔn)配送式智能變電站的建設(shè)理念就是基于安全合理的性能指標(biāo)、簡潔流暢的建筑風(fēng)格、節(jié)能環(huán)保的材料選擇，立足標(biāo)準(zhǔn)配送式智能變電站建設(shè)需求明確功能定位和配置要求，標(biāo)準(zhǔn)配送式智能變電站建設(shè)是新工程建設(shè)模式和新的技術(shù)和設(shè)備的有機結(jié)合，是電網(wǎng)建設(shè)順應(yīng)時代發(fā)展的必由之路。

1.標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計和模塊化建設(shè)

標(biāo)準(zhǔn)配送式智能變電站的主要技術(shù)特征是標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計和模塊化建設(shè)。標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的主要技術(shù)表現(xiàn)形式為：（1）應(yīng)用通用設(shè)計和通用設(shè)備進行電氣主接線設(shè)計、電氣總平面布置以及設(shè)備選擇。（2）一次設(shè)備與二次設(shè)備、二次設(shè)備間接線標(biāo)準(zhǔn)化，采用預(yù)制光纜、預(yù)制電纜，實現(xiàn)“即插即用”。（3）建、構(gòu)筑物應(yīng)用裝配結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)件采用工廠預(yù)制，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，統(tǒng)一建筑結(jié)構(gòu)、材料、模數(shù)，規(guī)范圍墻、防火墻、電纜溝等構(gòu)筑物類型，應(yīng)用通用設(shè)備基礎(chǔ)，應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化定型鋼模。模塊化建設(shè)的主要技術(shù)表現(xiàn)形式為：（1）電氣一次設(shè)備高度集成測量、控制、狀態(tài)監(jiān)測等智能化功能，監(jiān)控、保護、通信等二次設(shè)備全部集成布置于預(yù)制艙，一、二次集成設(shè)備最大程度實現(xiàn)工廠內(nèi)規(guī)模生產(chǎn)、集成調(diào)試、模塊化配送，有效減少現(xiàn)場安裝、接線、調(diào)試工作，提高建設(shè)質(zhì)量和效率。（2）建、構(gòu)筑物采用工廠化預(yù)制、機械化現(xiàn)場裝配，減少現(xiàn)場“濕作業(yè)”，減少勞動力投入，實現(xiàn)環(huán)保施工，提高施工效率；基礎(chǔ)采用標(biāo)準(zhǔn)化定型鋼模澆制混凝土，提高成品工藝水平。

2.一二次設(shè)備高度集成

一次設(shè)備本體配置傳感器、智能組件，集成就地測量、控制、保護、狀態(tài)監(jiān)測等智能化功能。智能終端、合并單元、狀態(tài)監(jiān)測單元就地布置間隔內(nèi)，與匯控柜整合形成智能組件柜。廠內(nèi)完成接線、調(diào)試，現(xiàn)場整體安裝。10kV、35kV 采用“預(yù)制艙式配電裝置”，10kV、35kV 開關(guān)柜分別布置于各自預(yù)制艙內(nèi)，艙內(nèi)設(shè)置安防、消防、暖通、照明、接地等設(shè)施，整艙運輸、現(xiàn)場拼接。

3.預(yù)制艙式二次組合設(shè)備

采用預(yù)制艙式二次組合設(shè)備，實現(xiàn)二次設(shè)備整體采購，根據(jù)統(tǒng)一功能要求和技術(shù)規(guī)范，集成商承擔(dān)全站二次設(shè)備配置、調(diào)試、運輸、安裝等工作。預(yù)制艙內(nèi)布置二次設(shè)備屏柜、交直流配電系統(tǒng)、通信設(shè)備，設(shè)置安防、消防、視頻監(jiān)控，配置暖通、照明、接地設(shè)施，二次設(shè)備在工廠內(nèi)完成安裝、接線、集成調(diào)試等工作。預(yù)制艙整艙運輸配送，現(xiàn)場整體吊裝、就位。預(yù)制艙式二次組合設(shè)備大大減少不同二次廠家之間現(xiàn)場技術(shù)協(xié)調(diào)，提高了二次系統(tǒng)整體性能，縮短了建設(shè)周期。

4.預(yù)制裝配式建設(shè)

標(biāo)準(zhǔn)配送式智能變電站的建設(shè)設(shè)計核心與亮點就是預(yù)制裝配式設(shè)計理念，它是實施模塊化建設(shè)的一種手段，采用的設(shè)計是整體集成優(yōu)化，進而對設(shè)備制造的引領(lǐng)進行集成功能與創(chuàng)新技術(shù)，加以工程建設(shè)模式革新的實現(xiàn)。在標(biāo)準(zhǔn)配送式智能變電站中，實施預(yù)制裝配式方案分為電氣和土建兩個方面，這是根據(jù)專業(yè)進行劃分的。在電氣預(yù)制模式中又分為兩種，一種是在建筑物外進行原配電裝置室中一次設(shè)備的設(shè)置，將高壓配電裝置與智能終端合并單元一體化裝置、網(wǎng)絡(luò)交換機等諸多設(shè)備經(jīng)由一次設(shè)備預(yù)制艙的供應(yīng)商進行整艙集成。另外一種則是按照功能單位進行電氣二次設(shè)備的劃分，其中包括站控層、間隔層和交直流電源模塊。就戶外站來說，就可以按照功能模塊并根據(jù)站區(qū)總平面整體布局進行預(yù)制艙的設(shè)置，將全站保護、監(jiān)控、全站智能終端合并單元一體化裝置以及智能輔助控制系統(tǒng)和通信等多種設(shè)備經(jīng)由監(jiān)控系統(tǒng)供應(yīng)商集成，同時在加以整艙配送，再在相應(yīng)的配電裝置區(qū)進行下方，達到一次、二次設(shè)備的就地融合。就戶內(nèi)站來說，進行組合二次設(shè)備，通過功能模塊的不同對二次設(shè)備進行劃分，再將模塊作為單位，通過一體化底座存儲預(yù)制線纜和固定屏柜，再對屏間側(cè)壁進行開孔，從而讓模塊間的內(nèi)部配線得以完成。在土建方面，是將鋼框架結(jié)構(gòu)應(yīng)用于配電裝置和生產(chǎn)綜合室，標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)件和統(tǒng)一的模數(shù)，并且力求其輕型化的建筑結(jié)構(gòu)，通過實施現(xiàn)場快速拼裝工藝，從而由并行并聯(lián)流程來替代常規(guī)戰(zhàn)中的串聯(lián)施工流程，進而實現(xiàn)節(jié)能、節(jié)約材料、水資源和土地資源的目標(biāo)，同時還能夠?qū)⑹┕すて诩右杂行Эs短。

結(jié)束語

智能變電站作為智能電網(wǎng)的重要支撐點，是電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)的采集源頭，也是電網(wǎng)建設(shè)變電環(huán)節(jié)的主要任務(wù)，發(fā)展和完善智能變電站具有重要的經(jīng)濟價值。作為國家電網(wǎng)的重要一環(huán)，智能變電站需要打破專業(yè)壁壘，將先進的電力電子、通信和控制技術(shù)有機融合，達到資源優(yōu)化配置的目標(biāo)，最終實現(xiàn)智能變電站易擴展、易集成、易升級和易維護的要求。目前，標(biāo)準(zhǔn)配送式智能變電站在投資、占地、環(huán)保、建設(shè)效率和智能應(yīng)用等方面還有很大的提升空間，其必將是新一代智能變電站的典型發(fā)展方向。

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