智能變電站與常規(guī)變電站比較

摘要：隨著自動化控制技術(shù)的進步及非常規(guī)互感器技術(shù)的發(fā)展，常規(guī)變電站正在被數(shù)字化的智能變電站所取代，一次變電站智能化改造大潮正在各電力部門展開。文章從一次設(shè)備智能化、對時要求、信息基礎(chǔ)、智能應(yīng)用到輔助系統(tǒng)等方面對智能變電站和常規(guī)變電站進行了對比分析，對幫助變電站運維人員進一步了解智能變電站有重要意義。

關(guān)鍵詞：智能變電站；常規(guī)變電站；一次設(shè)備；自動化控制技術(shù)；電網(wǎng)建設(shè) 文獻標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM63 文章編號：1009-2374（2015）32-0130-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.32.070

1 概述

隨著自動化控制技術(shù)的進步、非常規(guī)互感器技術(shù)的發(fā)展、IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的頒布實施、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的日臻成熟，變電站自動化進入了智能化發(fā)展的新階段。同時，隨著國家電網(wǎng)建設(shè)“堅強智能電網(wǎng)”總體規(guī)劃的逐步推進，智能電網(wǎng)建設(shè)在全國范圍內(nèi)迅速鋪開，而智能變電站作為構(gòu)建“堅強智能電網(wǎng)”的關(guān)鍵支撐，其相關(guān)研究、開發(fā)與建設(shè)工作也相繼展開，在其推動下變電站智能化改造進一步加快。而在此基礎(chǔ)上從一次設(shè)備智能化、對時要求、信息基礎(chǔ)、智能應(yīng)用到輔助系統(tǒng)等方面對智能變電站和常規(guī)變電站進行一次對比分析，對幫助變電站運維人員進一步了解智能變電站具有重要意義，同時對智能變電站的相關(guān)建設(shè)也具有一定的參考作用。

2 常規(guī)變電站和智能變電站的基本結(jié)構(gòu)

2.1 常規(guī)變電站的基本結(jié)構(gòu)

常規(guī)變電站的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)由間隔層和站控層兩層構(gòu)成，由于沒有統(tǒng)一建模，存在著多種信息標(biāo)準(zhǔn)，接口多樣而兼容性差，綜合自動化軟件版本龐雜不一，存在監(jiān)控、保護、遠(yuǎn)動、計量等多個網(wǎng)絡(luò)。其中的站控層設(shè)備由帶數(shù)據(jù)庫的操作員站、遠(yuǎn)動工作站、五防主機等組成；間隔層主要包括保護、測控和IBD等二次設(shè)備；一次設(shè)備和錄波、保護、測控等二次設(shè)備之間多采用二次電纜連接，導(dǎo)致二次電纜布線繁復(fù)、回路眾多。且常規(guī)變電站的信息采集由電磁型電流和電壓互感器完成，系統(tǒng)內(nèi)部各裝置之間相對獨立、功能分散，缺乏整體的協(xié)調(diào)和功能優(yōu)化機制，輸入信息難以進行共享，對系統(tǒng)的擴展性和兼容性帶來了限制。

2.2 智能變電站的基本結(jié)構(gòu)

將智能變電站按照功能定位的不同，分成過程層、間隔層和站控層三個獨立但又相互緊密聯(lián)系的層塊，則其中的過程層主要由各種電壓等級的智能變壓器、電子式互感器（ECT/EVT）、智能斷路器及其他智能一次設(shè)備構(gòu)成；而間隔層包含有以繼電保護裝置為核心的保護單元、以計量狀態(tài)檢測為核心的測控單元、智能化消防報警系統(tǒng)和消防報警系統(tǒng)等；站控層包括以遠(yuǎn)程通訊和外部通訊為主的站域控制通訊系統(tǒng)、調(diào)度指揮系統(tǒng)及電力用戶職能管理系統(tǒng)等。

3 智能變電站與常規(guī)變電站的差異性比較

3.1 一次設(shè)備的差異性

智能變電站與常規(guī)變電站在一次設(shè)備上的差異性主要體現(xiàn)在其狀態(tài)檢測功能的智能化上，智能變電站能夠自動采集設(shè)備狀態(tài)信息并對設(shè)備狀態(tài)進行綜合分析，同時還將分析所得結(jié)果基于DL/T860服務(wù)上傳以實現(xiàn)和其他系統(tǒng)進行信息交互，從而擴大設(shè)備自診斷的范圍及準(zhǔn)確性，極大地方便了對一次設(shè)備的運行維護。比如智能變電站斷路器設(shè)備內(nèi)的電、磁、濕度、溫度、機構(gòu)動作狀態(tài)等信號的檢測對判斷斷路器運行狀態(tài)及變化趨勢有極大的幫助，從而實現(xiàn)對變電站設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測。而常規(guī)變電站并不具備以上功能，需要對其關(guān)鍵的一次設(shè)備（斷路器、變壓器等）增設(shè)相應(yīng)狀態(tài)監(jiān)測功能單元。

3.2 信息基礎(chǔ)的差異性

在信息基礎(chǔ)方面，智能變電站與常規(guī)變電站相比最大的差異在于智能變電站實現(xiàn)了部分或全站的信息傳輸?shù)臄?shù)字化、通信平臺的網(wǎng)絡(luò)化和信息共享的標(biāo)準(zhǔn)化，并且智能變電站采用了先進的分布式網(wǎng)絡(luò)建模和狀態(tài)評估技術(shù)，將“集中式的控制中心狀態(tài)評估技術(shù)”改造為“分布式的變電站狀態(tài)評估技術(shù)”，從而借助變電站內(nèi)的實時信息高度冗余的先天優(yōu)勢，將信息誤差消除在變電站內(nèi)。同時采用標(biāo)準(zhǔn)化的配置工具實現(xiàn)對變電站設(shè)備和數(shù)據(jù)的統(tǒng)一建模及通信配置，從而使其生成標(biāo)準(zhǔn)的配置文件以供集控系統(tǒng)自動獲取與識別，實現(xiàn)變電站內(nèi)全景數(shù)據(jù)采集與信息高度集成，為集中控制提供了擴展性強的信息基礎(chǔ)。

3.3 對時要求的差異性

在對時要求上智能變電站要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)變電站。傳統(tǒng)變電站主要采用SOE時標(biāo)來判斷動作時序，并以此保證電網(wǎng)運行安全。而智能變電站要和站外系統(tǒng)進行協(xié)同互動，因而必須要以精確的絕對時標(biāo)為前提。在確保安全運行的先決條件下，智能變電站可采用IEEE 1588網(wǎng)絡(luò)進行對時，這樣既可以簡化對時系統(tǒng)，又能保證對時的精確性。

3.4 智能高級應(yīng)用的差異性

和常規(guī)變電站相比，智能變電站的高級應(yīng)用功能主要有：一是具備基于邏輯推理、告警分類及信號過濾的全站智能告警功能，能夠針對事故及異常提出合理的處理方案；二是能通過對電壓/無功的連續(xù)調(diào)控實現(xiàn)變壓器經(jīng)濟運行并優(yōu)化電能質(zhì)量；三是在設(shè)備信息、運行維護方案等方面和調(diào)度中心及集控中心實現(xiàn)互動，從而實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的全壽命周期管理；四是具備自適應(yīng)保護功能，在電網(wǎng)事故時和相鄰變電站或調(diào)度中心進行協(xié)調(diào)配合，實現(xiàn)動態(tài)改變繼電保護和穩(wěn)定控制策略及參數(shù)。

3.5 輔助系統(tǒng)智能化的差異性

在常規(guī)變電站中通過應(yīng)用視頻監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、輔助電源等構(gòu)成的輔助系統(tǒng)，使得信息資源更加豐富，保證了常規(guī)變電站的穩(wěn)定運行，然而在常規(guī)變電站的實際運行過程中仍然存在著縱向?qū)哟味?、橫向系統(tǒng)多為主要特征的“信息孤島”，導(dǎo)致出現(xiàn)了視頻監(jiān)控規(guī)約復(fù)雜、信息雜亂和系統(tǒng)聯(lián)調(diào)困難等問題，給常規(guī)變電站運行埋下了隱患。而智能變電站輔助系統(tǒng)通過在遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控終端和站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)以及其他輔助系統(tǒng)之間，在設(shè)備操控、事故處理等方面建立協(xié)同聯(lián)動機制，并及時準(zhǔn)確地跟蹤事故發(fā)生項點，將其遠(yuǎn)程傳輸?shù)郊刂行模辜刂行倪\維人員在遠(yuǎn)端實現(xiàn)對各輔助系統(tǒng)的操控，從而實現(xiàn)智能變電站的輔助電源一體化設(shè)計、一體化配置、一體化監(jiān)控、遠(yuǎn)程運行維護；實現(xiàn)輔助系統(tǒng)優(yōu)化控制，對空調(diào)、風(fēng)機、加熱器的遠(yuǎn)程控制或與溫濕度控制器的智能聯(lián)動。

4 結(jié)語

總體而言，智能化變電站是常規(guī)變電站自動化技術(shù)改造的目標(biāo)，其最大的特征在于一次設(shè)備的信息化、信息交互的標(biāo)準(zhǔn)化、運行控制的智能化、保護控制的協(xié)同化和分析決定的在線化。智能變電站的發(fā)展與應(yīng)用對構(gòu)建“堅強智能電網(wǎng)”有著至關(guān)重要的作用，并且可以預(yù)見的是隨著國家智能電網(wǎng)建設(shè)的逐步深入，常規(guī)變電站將被智能變電站所代替，而在此過程中作為電力部門要高度重視自動化、計算機技術(shù)、信息技術(shù)等方面人才的培養(yǎng)與引進，同時作為運維人員要進一步加強對智能電網(wǎng)相關(guān)知識與技能的學(xué)習(xí)，只有這樣國家智能電網(wǎng)建設(shè)才能得到更好更快的發(fā)展。

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作者簡介：劉斯斯（1984-），女，湖北襄陽人，湖北省襄陽市襄陽供電公司調(diào)控中心監(jiān)控班工程師，研究方向：電力調(diào)度。

（責(zé)任編輯：蔣建華）