淺析智能變電站設(shè)計(jì)配置的一體化技術(shù)

王昊

[摘 要]隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，信息化技術(shù)水平也在不斷的提高，因此，智能變電站設(shè)計(jì)配置的一體化技術(shù)也成為了一個新的熱點(diǎn)，也是當(dāng)今信息化發(fā)展的必然結(jié)果。因此，對于智能化變電站的設(shè)計(jì)與管理就成為一項(xiàng)至關(guān)重要的任務(wù)。

[關(guān)鍵詞]電力系統(tǒng)，智能化變電站，變電站設(shè)計(jì)

中圖分類號：TM76；TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）08-0248-01

一、引言

電力系統(tǒng)包括發(fā)電，輸電，配電，變電和用電這些主要環(huán)節(jié)，其中變電站在里面起了十分重要的作用，他是處理發(fā)電，配電和用電的中心環(huán)節(jié)。在我國經(jīng)濟(jì)飛速騰飛的今天，信息化和智能化已經(jīng)體現(xiàn)在了我們生活的方方面面，電能作為我們生產(chǎn)生活必不可少的能源，近年來已經(jīng)逐漸開始由資源消耗型逐漸轉(zhuǎn)變，提出了建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的、清潔環(huán)保節(jié)能的發(fā)電系統(tǒng)的要求，同時，為了使電力系統(tǒng)的發(fā)展能夠跟上時代的步伐，科研人員進(jìn)一步提出了建設(shè)智能化變電站的要求。智能變電站能夠?qū)崿F(xiàn)智能電網(wǎng)的能量轉(zhuǎn)換和自動控制。目前我國對于變電站智能化的研究還處于起步階段，且并未廣泛普及，目前僅在一部分變電站做了智能化試點(diǎn)，而且僅能實(shí)現(xiàn)單個設(shè)備的智能化運(yùn)行，而對于整個電力系統(tǒng)的智能化研究，由于系統(tǒng)工程量龐大，子系統(tǒng)眾多，各個設(shè)備之間地區(qū)跨度較大，電廠與電站之間的關(guān)系錯綜復(fù)雜，相互之間的操作關(guān)聯(lián)性差，以及目前的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化還有待進(jìn)一步的提高。這些都是阻礙智能變電站設(shè)計(jì)的問題，也會影響到智能化變電站的運(yùn)行，因此，進(jìn)一步提高智能化變電站的一體化模式，優(yōu)化電廠與電站之間，輸電與配電之間的關(guān)系，就需要智能化變電站的科研人員做進(jìn)一步的研究，本文就智能化變電站的概況，智能化變電站設(shè)計(jì)的要點(diǎn)做了相應(yīng)的闡述。

二、智能化變電站與常規(guī)變電站的區(qū)別

常規(guī)變電站的一次設(shè)備與二次設(shè)備之間，自己保護(hù)系統(tǒng)與后臺之間、調(diào)度系統(tǒng)站與站之間的通信關(guān)系比較復(fù)雜，相應(yīng)的規(guī)程和約定也是復(fù)雜多樣，因此，大量的規(guī)程和約定就導(dǎo)致了在轉(zhuǎn)換的過程中造成的不穩(wěn)定性，難以實(shí)現(xiàn)智能化變電站所需要的集約化管理以及協(xié)同互動的要求。因此，對傳統(tǒng)的變電站進(jìn)行改革創(chuàng)新就成了勢在必行的任務(wù)。通信標(biāo)準(zhǔn)IEC61850是一項(xiàng)全面規(guī)范智能化變電站自動化通信體系的新標(biāo)準(zhǔn)，由國際電工委員會提出設(shè)想并經(jīng)過多年的研究制定出來的。該標(biāo)準(zhǔn)的制定，推進(jìn)了智能變電站中各種應(yīng)用系統(tǒng)之間的無縫通信以及站內(nèi)各自動化設(shè)備之間集成應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)進(jìn)程。

智能化變電站的具體詳細(xì)概念是由中國國家電網(wǎng)公司發(fā)布的《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》，導(dǎo)則中規(guī)定智能變電站的標(biāo)準(zhǔn)是要采用先進(jìn)的、可靠的、集成的、低碳的以及環(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)化和信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，能夠自動完成信息采集，測量，控制，保護(hù)，計(jì)量和監(jiān)測等基本功能，并且可以根據(jù)需要支持電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時自動控制，智能調(diào)節(jié)，在線分析決策及協(xié)同互動等高級功能的變電站。其基本架構(gòu)一般包括三層，過程層、間隔層和站控層。其中過程層包含由一次設(shè)備和智能組件構(gòu)成的智能設(shè)備，合并單元和智能終端等，并完成電能的分配，傳輸以及變換和測量，控制，狀態(tài)監(jiān)測等相關(guān)功能。這也是智能變電站與常規(guī)變電站的區(qū)別之一，常規(guī)變電站沒有過程層設(shè)備，因此需要大量電纜的連接來實(shí)現(xiàn)保護(hù)和測控裝置對一次設(shè)備的控制和各種信息的采集，過程繁瑣復(fù)雜，而且這種連接方式既不能夠達(dá)到一次設(shè)備與二次設(shè)備之間的徹底隔離，往往也容易完成二次系統(tǒng)的復(fù)雜性，增加了設(shè)計(jì)的難度以及運(yùn)行的穩(wěn)定性。智能變電站需要根據(jù)調(diào)度的要求往上一級輸送數(shù)據(jù)，而調(diào)度的要求也隨著只能調(diào)度的推進(jìn)在不斷的豐富和完善，越來越多的能夠支持電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行的數(shù)據(jù)逐漸被調(diào)度所重視。因此，智能化變電站一體化信息平臺在對其進(jìn)行功能設(shè)計(jì)時就必須緊跟調(diào)度的需求，盡量與調(diào)度一體化平臺的功能設(shè)計(jì)相對應(yīng)。

三、智能化變電站設(shè)計(jì)配置一體化

對于變電站的二次回路設(shè)計(jì)，常規(guī)變電站是由設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，曬出藍(lán)圖，交付給施工單位后施工單位根據(jù)藍(lán)圖在施工現(xiàn)場進(jìn)行二次電纜的連接，對于連接是否準(zhǔn)確，一般是通過萬用表和其他儀器來進(jìn)行檢查。智能變電站設(shè)計(jì)是需要將設(shè)計(jì)和配置形成一體化技術(shù)。因此，圖紙的設(shè)計(jì)過程由圖模布局和建立不同圖模輸入，輸出連接線等環(huán)節(jié)組成，裝置圖模布局對應(yīng)于裝置的實(shí)例化。標(biāo)準(zhǔn)化圖模庫要求輸入和輸出變量的定義和命名滿足標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)定。一體化信息平臺實(shí)現(xiàn)了智能變電站縱向信息標(biāo)準(zhǔn)，橫向信息共享的功能。設(shè)置配置一體化工具 是以CAD為基礎(chǔ)平臺進(jìn)行設(shè)計(jì)，在圖面上對需要表達(dá)的設(shè)備及線路進(jìn)行連接。嵌入ObjectARX控件以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)和配置的一體化功能，控件由多個功能模塊組成，分別是圖模庫，圖紙管理，配置管理，安全控制，可視化校驗(yàn)，完整性校驗(yàn)，合法性校驗(yàn)，圖紙檢索，配置檢索和文件檢索，控件的信息處理是基于SQLite數(shù)據(jù)庫的支持。對于智能變電站的設(shè)計(jì)，其流程一般按照如下步驟進(jìn)行，首先建立圖膜庫，然后設(shè)計(jì)裝置配置圖，導(dǎo)出裝置設(shè)備表，第三步是設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)通信圖，導(dǎo)出網(wǎng)絡(luò)配置表，第四步是設(shè)計(jì)二次拓?fù)鋱D，生成圖紙總目錄和虛端子映射表目錄，第五步是以二次拓?fù)鋱D為索引，先生成通信接口圖，再編輯虛擬二次回路圖，導(dǎo)出虛端子映射表。第六步是以裝置配置圖、網(wǎng)絡(luò)通信圖、二次拓?fù)鋱D、通信接口圖為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)屏柜圖，生成光纜清冊，最后檢查圖紙的完整性及正確性。

這就需要一體化信息平臺在設(shè)計(jì)時必須要考慮到結(jié)構(gòu)是都緊湊與合理，信息是否準(zhǔn)確一致，以及系統(tǒng)與平臺的安全性、可靠性以及適應(yīng)性等，考慮到長遠(yuǎn)的發(fā)展，還需對平臺設(shè)計(jì)留有一定的可延展性。國際電網(wǎng)委員會制定的關(guān)于變電站自動化系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)體系IEC61850就是用來作為行業(yè)內(nèi)的設(shè)計(jì)和配置的規(guī)范，因此，IEC61850系列是搭建未來一體化信息平臺的基礎(chǔ)。采用IEC61850系列標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的智能變電站，因?yàn)榫哂薪y(tǒng)一的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，在站控層得到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，不管來自于那個設(shè)備，其標(biāo)準(zhǔn)都是統(tǒng)一一致的，也是唯一的，解決了常規(guī)變電站的設(shè)備規(guī)約繁瑣不統(tǒng)一。

四、結(jié)束語

如今信息化發(fā)展的結(jié)果，對電力系統(tǒng)的影響是智能變電站將逐漸取代傳統(tǒng)的變電站，成為變電站的主流趨勢。而智能變電站的設(shè)計(jì)往往只注重設(shè)計(jì)的過程，而忽略了與配置之間的相互聯(lián)系，從而導(dǎo)致了一次設(shè)備與二次設(shè)備之間很多資源不能共享，造成了資源的浪費(fèi)。因此，本文從介紹我國變電站的發(fā)展趨勢，傳統(tǒng)變電站與智能變電站的區(qū)別，以及智能化變電站設(shè)計(jì)原理及要點(diǎn)作了相應(yīng)的闡述，以供從業(yè)人員參考。。同時，一體化信息平臺技術(shù)還涉及到統(tǒng)一管理以及各專業(yè)之間的整合等問題，尚需要進(jìn)一步的研究與探索，在智能化變電站的一體化信息平臺設(shè)計(jì)過程中，還要不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，完善設(shè)計(jì)，分階段的實(shí)施，最終實(shí)現(xiàn)智能化變電站的一體化信息平臺的完整實(shí)現(xiàn)。

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