智能變電站及技術(shù)特點(diǎn)分析

錢正佳

江蘇金智科技股份有限公司

智能變電站能實(shí)現(xiàn)了先進(jìn)可靠和集成環(huán)保的智能設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)了全站的信息數(shù)字化以及信息通信的平臺(tái)以及信息的共享發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)化的基本設(shè)計(jì)和要求。從而建立了信息的采集和控制保護(hù)等計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)和基本的功能體系，同時(shí)還能根據(jù)具體的需要建立持續(xù)的電網(wǎng)控制以及智能調(diào)節(jié)和分析決策等具有擴(kuò)展功能的變電站。

1 智能變電站的內(nèi)涵及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 內(nèi)涵

從技術(shù)層面上來講，智能變電站以數(shù)字化變電站的技術(shù)體系為其發(fā)展基礎(chǔ)，同時(shí)具有自動(dòng)化、信息化、互動(dòng)化等特點(diǎn)。信息化是通過數(shù)字形式對電網(wǎng)的對象、構(gòu)造、特性和變電站的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行清晰表達(dá)，實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)的高效采集和運(yùn)輸自動(dòng)化主要通過高效的信息采集和傳播技術(shù)，保證智能電網(wǎng)的自動(dòng)運(yùn)行、控制的順利實(shí)現(xiàn)。自動(dòng)化主要依靠先進(jìn)、高效的信息采集和運(yùn)輸技術(shù)，保證智能電網(wǎng)內(nèi)各系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行?；?dòng)化則是通過信息的交換以及溝通，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)內(nèi)部環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)發(fā)展與組織。

1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

智能變電站系統(tǒng)由站控層、間隔層以及設(shè)備層三部分組成，通過光纜實(shí)現(xiàn)三者間的聯(lián)系。

1.2.1 站控層。站控層的功能大致等同于計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的站控層，主要通過間隔層與光纖來進(jìn)行通信。該層由人機(jī)設(shè)備、站級(jí)計(jì)算機(jī)、路由器、服務(wù)器等設(shè)備組成。在站控層，變電站的遠(yuǎn)程控制、變電站實(shí)時(shí)情況的監(jiān)測、操作閉鎖、記錄以及自動(dòng)診斷等功能都是在該層來實(shí)現(xiàn)的。

1.2.2 間隔層。間隔層由繼電保護(hù)設(shè)備、監(jiān)測設(shè)備等組成，通過光纖的形式與設(shè)備層進(jìn)行通信。間隔層的母線大都采用分散安裝的形式，為了保護(hù)間隔層，我們通常會(huì)嚴(yán)格按照間隔來裝設(shè)雙重化的母線，并通過母線和光纖來保護(hù)中心單元的連接。

1.2.3 設(shè)備層。設(shè)備層主要由智能化的一次設(shè)備組成，主要包括斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、羅果夫斯基TA、復(fù)合傳感器、分壓型VD以及信息處理接口等。在眾多的智能設(shè)備中，羅果夫斯基TA、分壓型VD與復(fù)合傳感器技術(shù)的應(yīng)用是設(shè)備層智能化的關(guān)鍵。

2智能變電站技術(shù)特點(diǎn)

2.1 智能變電站的分層體系結(jié)構(gòu)

智能變電站系統(tǒng)分為過程層、間隔層、站控層三個(gè)層次體系。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，促進(jìn)了變電站的電能分配、變換、傳輸及其測量、控制、保護(hù)、計(jì)量、狀態(tài)監(jiān)測等相關(guān)功能的實(shí)現(xiàn)。根據(jù)國網(wǎng)相關(guān)導(dǎo)則、規(guī)范的要求，保護(hù)應(yīng)直接采樣，對于單間隔的保護(hù)應(yīng)直接跳閘，涉及多間隔的保護(hù)宜直接跳閘。智能組件是靈活配置的物理設(shè)備，可包含測量單元、控制單元、保護(hù)單元、計(jì)量單元、狀態(tài)監(jiān)測單元中的一個(gè)或幾個(gè)。間隔層設(shè)備一般指繼電保護(hù)裝置、測控裝置、故障錄波等二次設(shè)備，由此實(shí)現(xiàn)了間隔數(shù)據(jù)的使用以及相關(guān)設(shè)備功能的實(shí)現(xiàn)。也就是建立了與遠(yuǎn)方輸入/輸出、智能傳感器和控制器等設(shè)備的通信體系。智能變電站的站控層包含自動(dòng)化系統(tǒng)、站域控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、對時(shí)系統(tǒng)等子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對變電站中的信息數(shù)據(jù)測量和控制，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控、操作閉鎖以及同步相量采集、電能量采集、保護(hù)信息管理等相關(guān)功能。

2.2 智能一次設(shè)備

高壓設(shè)備是電網(wǎng)的基本單元，高壓設(shè)備智能化是智能電網(wǎng)的重要組成部分，也是區(qū)別傳統(tǒng)電網(wǎng)的主要標(biāo)志之一。利用傳感器對關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備可觀測、可控制和自動(dòng)化是智能設(shè)備的核心任務(wù)和目標(biāo)?！陡邏洪_關(guān)設(shè)備智能化技術(shù)條件》、《油浸式電力變壓器智能化技術(shù)條件》對一次設(shè)備智能化做了相關(guān)規(guī)定。在滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的情況下，可進(jìn)行功能一體化設(shè)計(jì)，包括以下三個(gè)方面：智能一次設(shè)備將傳感器或/和執(zhí)行器與高壓設(shè)備或其部件進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，以達(dá)到特定的監(jiān)測或/和控制目的；智能變電站中的一次設(shè)備將互感器與變壓器、斷路器等高壓設(shè)備進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，以減少變電站占地面積；智能變電站中的一次設(shè)備還能在智能組件中，將相關(guān)測量、控制、計(jì)量、監(jiān)測、保護(hù)進(jìn)行一體化融合設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)智能變電站中的一、二次設(shè)備的融合。

2.3 智能設(shè)備與順序控制

智能變電站在相應(yīng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能化、科學(xué)化的高壓設(shè)備操作過程中，宜采用順序控制的方式，從而能有效滿足無人值班及區(qū)域監(jiān)控中心站管理模式的要求；同時(shí)還可接收執(zhí)行監(jiān)控中心、調(diào)度中心和當(dāng)?shù)睾笈_(tái)系統(tǒng)發(fā)出的控制指令，建立了監(jiān)控中心和調(diào)節(jié)中心的信息溝通模式，并經(jīng)安全校核正確后自動(dòng)完成符合相關(guān)運(yùn)行方式變化要求的設(shè)備控制，從而能使智能化變電站自動(dòng)生成不同形式的的主接線以及不同的運(yùn)行方式狀態(tài)下的的典型操作票；建立自動(dòng)投退保護(hù)軟壓板；當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)緊急缺陷時(shí)，具備急停功能。

2.4 智能變電站應(yīng)實(shí)現(xiàn)的拓展功能

智能變電站應(yīng)實(shí)現(xiàn)的高級(jí)應(yīng)用功能包括：設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、基于多信息融合技術(shù)的綜合故障診斷、防誤功能擴(kuò)展應(yīng)用、智能告警及事故信息綜合分析決策、智能操作票系統(tǒng)等。智能變電站設(shè)備首先應(yīng)實(shí)現(xiàn)廣泛的在線監(jiān)測體系功能的構(gòu)建，從而建立更為穩(wěn)定可行的設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)。智能變電站的發(fā)展中，可通過對電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)獲取、各種智能電子裝置的故障和動(dòng)作信息及信號(hào)同路狀態(tài)等的搜集和數(shù)據(jù)的獲取建立了較為完善的信息監(jiān)測體系。從而能建立具有全面發(fā)展和經(jīng)濟(jì)效益并行的監(jiān)測管理體系。

結(jié)束語

智能電網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)是智能變電站，也是電力系統(tǒng)能夠良好發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并且是變電站最具前景的發(fā)展方向。因而不斷的完善以及加快智能化的步伐，變電站的質(zhì)量和速度才能不斷的提高，這樣才能保障人們?nèi)粘Ｉ詈蜕a(chǎn)對電力的要求，電力系統(tǒng)能夠提供出更完善的服務(wù)質(zhì)量，提升其社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。由于我國仍處于智能變電站的發(fā)展階段，有很多不穩(wěn)定因素需要面對和解決。因而不斷的加大智能化技術(shù)的發(fā)展和研究，不斷地采用先進(jìn)的技術(shù)，才能提升變電站的智能化水平。

[1]徐磊.智能化變電站的技術(shù)特點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2011(22).

[2]陳俊夫，李勇泉，陳慧婷.智能變電站通訊技術(shù)的特點(diǎn)[J].科技與生活，2012(18).