關(guān)于智能變電站的二次設(shè)備整合優(yōu)化探討

李永軍

摘 要：在現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展中，社會(huì)用電量急劇增長(zhǎng)，在為電力企業(yè)帶來廣闊發(fā)展空間的同時(shí)，在一定程度上加劇了電力市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)?；诖?，電力企業(yè)為了能夠占據(jù)更大的市場(chǎng)份額，提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用大量先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，推動(dòng)智能變電站二次設(shè)備整合優(yōu)化，有助于解決變電站故障問題，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)配置，提升供電安全和供電質(zhì)量。本文就智能變電站的二次設(shè)備整合優(yōu)化進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)際情況，客觀闡述整合優(yōu)化要點(diǎn)，尋求合理應(yīng)對(duì)措施。

關(guān)鍵詞：智能變電站；二次設(shè)備；整合優(yōu)化

智能變電站中集合了眾多先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，主要以集成、先進(jìn)、節(jié)能和環(huán)保原則構(gòu)建，在網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)信息資源的大范圍傳輸，自動(dòng)化信息收集、測(cè)量、控制和監(jiān)測(cè)等功能，還可以結(jié)合電網(wǎng)運(yùn)行要求自動(dòng)化控制和調(diào)節(jié)，自動(dòng)決策和互動(dòng)等。與此同時(shí)，由于智能變電站中集合了先進(jìn)電子裝置和通信網(wǎng)絡(luò)，為系統(tǒng)二次設(shè)備整合帶來了深遠(yuǎn)的影響?；诖?，需要對(duì)智能變電站設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)一步分析基礎(chǔ)上，制定二次設(shè)備整合優(yōu)化方案，提升變電站智能化建設(shè)水平。由此看來，加強(qiáng)智能變電站二次設(shè)備整合優(yōu)化研究很有必要，有助于提升我國(guó)智能變電站的自動(dòng)化水平，推動(dòng)電力行業(yè)發(fā)展。

一、二次設(shè)備整合方案

智能變電站在二次設(shè)備整合優(yōu)化中，通過合并單元和智能終端實(shí)現(xiàn)。在二次設(shè)備整合中，根據(jù)國(guó)家相關(guān)規(guī)定，主要包括以下幾個(gè)方面：

（一）根據(jù)間隔和功能整合

二次設(shè)備按間隔按功能整合，主要是強(qiáng)調(diào)對(duì)本間隔內(nèi)的設(shè)備提供防護(hù)整合。在常規(guī)的變電站工程中應(yīng)用較為廣泛，經(jīng)過不斷創(chuàng)新逐漸取得了可觀的成效。如，主保護(hù)集成后備保護(hù)，220kV母線保護(hù)集成斷路器失靈判據(jù)。智能變電站信息傳輸主要是借助網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，可以有效改善常規(guī)硬接線存在的問題，促使二次設(shè)備按間隔按功能可以得到有效拓展和創(chuàng)新。

在相關(guān)規(guī)定中，除了斷路器保護(hù)集成短引線保護(hù)和線路保護(hù)集成過電壓保護(hù)方式以外，還配備了其他的保護(hù)方式，不再具備按間隔按功能整合的空間資源。

（二）按間隔整合

按間隔整合和優(yōu)化二次設(shè)備，主要是強(qiáng)調(diào)對(duì)本間隔內(nèi)的保護(hù)和測(cè)控裝置整合優(yōu)化。此種方案實(shí)際應(yīng)用效果較為突出，以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用在常規(guī)的變電站中。較之常規(guī)的變電站數(shù)據(jù)傳輸而言，以網(wǎng)絡(luò)傳輸方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硬接線數(shù)據(jù)傳輸方式，數(shù)據(jù)傳輸效率更高[1]。

（三）按功能整合

按功能橫向整合方式在國(guó)外應(yīng)用較為廣泛，但是在我國(guó)應(yīng)用還處于初級(jí)階段。此種整合優(yōu)化方式在實(shí)際應(yīng)用中，要求裝置故障對(duì)相配套間隔設(shè)備帶來影響，在一定程度上降低設(shè)備運(yùn)行的安全性和可靠性。

二、智能變電站的二次設(shè)備整合優(yōu)化

（一）合并單元和智能終端的整合

智能變電站二次設(shè)備智能化接口主要是通過合并單元和智能終端等組件實(shí)現(xiàn)。合并單元主要通過時(shí)間相關(guān)組合來整合二次轉(zhuǎn)換器的電流數(shù)據(jù)，主要可以分為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接口和組網(wǎng)接口兩種[2]。智能終端和一次設(shè)備通過電纜線路連接在一起，同時(shí)與二次設(shè)備光纖連接，可以對(duì)斷路器、主變壓器和刀閘等裝置測(cè)量和保護(hù)。

在科技的不斷創(chuàng)新和發(fā)展下，電子互感器技術(shù)以其獨(dú)特?zé)岬膬?yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用在電力系統(tǒng)中，經(jīng)過不斷完善和創(chuàng)新，取得了較為可觀的成效。但是由于種種不良因素的影響，由電子互感器成件統(tǒng)一提供合并單元和電子互感器裝置，智能終端則是由保護(hù)成件提供。由于設(shè)備裝置是不同分別提供，所以無法實(shí)現(xiàn)智能終端與合并單元的整合功能，后續(xù)使用電子式互感器時(shí)通過兩種過程層裝置硬件整合實(shí)現(xiàn)。需要注意的是，由于電子式互感器在智能變電站中應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)較為薄弱，所以在智能變電站中更多的是以常規(guī)互感器為優(yōu)先使用，通過合并單元與智能終端一體化設(shè)計(jì)方案，優(yōu)化過程層的集合設(shè)計(jì)，可以有效降低過程層裝置數(shù)量，獲得更加充足的整合空間，降低投入資本，帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益[3]。

合并單元和智能電子終端結(jié)合的智能組件，主要是吸收和借鑒國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)，從技術(shù)吸收到自主生產(chǎn)，經(jīng)過不斷的努力和創(chuàng)新，已經(jīng)生產(chǎn)出較為成熟的產(chǎn)品，促使廠家具備短時(shí)間內(nèi)整合智能終端與合并單元組件的能力。

（二）故障錄波和網(wǎng)絡(luò)報(bào)文分析的整合

就故障錄波和網(wǎng)絡(luò)報(bào)文分析裝置來看，可以實(shí)時(shí)記錄報(bào)文信息。結(jié)合國(guó)家電網(wǎng)設(shè)計(jì)要求，如果是根據(jù)電壓等級(jí)配置的故障錄波裝置，避免單獨(dú)配置主變壓器故障錄波裝置，35kV以下的部分則可以使用多合一裝置實(shí)現(xiàn)故障錄波。通過故障錄波網(wǎng)絡(luò)記錄分析裝置，可以在線記錄和存儲(chǔ)原始報(bào)文信息。故障錄波和網(wǎng)絡(luò)分析一體化可以實(shí)時(shí)記錄報(bào)文信息，故障擾動(dòng)的啟動(dòng)、動(dòng)態(tài)變化信息，建立統(tǒng)一的模型，實(shí)現(xiàn)樣點(diǎn)數(shù)據(jù)的采集和關(guān)聯(lián)搜索功能。同時(shí)，借助大規(guī)模的FPGA并行處理技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和解碼能力，對(duì)報(bào)文異常情況在線監(jiān)控，統(tǒng)計(jì)流量數(shù)據(jù)。可以說，故障錄波和網(wǎng)絡(luò)分析一體化方案的出現(xiàn)，可以有效改善動(dòng)態(tài)和暫態(tài)報(bào)文記錄問題，對(duì)網(wǎng)絡(luò)配置方案進(jìn)一步優(yōu)化和創(chuàng)新，降低電纜鋪設(shè)量，可以在智能變電站建設(shè)和發(fā)展中大力推廣、應(yīng)用[4]。

（三）保護(hù)裝置和測(cè)控裝置的整合

在500kV測(cè)控裝置的整合方面，大多數(shù)是選擇3/2接線方式，根據(jù)實(shí)際情況，大致可以將其分為三個(gè)方案。其一，較之常規(guī)變電站而言，采用獨(dú)立的裝置方式，不采用測(cè)控裝置與保護(hù)裝置合一的方式，每串配備三臺(tái)測(cè)控單元，對(duì)應(yīng)三臺(tái)斷路器。此種方式更適合應(yīng)用在常規(guī)變電站整合優(yōu)化中，二次設(shè)備功能十分單一，所以對(duì)于智能化變電站的作用不大。

三、結(jié)論

綜上所述，在變電站二次設(shè)備整合優(yōu)化中，應(yīng)該選擇合理有效的措施，對(duì)智能變電站設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)一步分析基礎(chǔ)上，制定二次設(shè)備整合優(yōu)化方案，引進(jìn)前沿的技術(shù)和設(shè)備，促進(jìn)智能變電站改革升級(jí)。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊然靜，劉滿圓，金文博.新一代220kV智能變電站二次設(shè)備優(yōu)化集成方案[J].電氣應(yīng)用，2013，23（S1）：522529.

[2]王鑫，焦新敬，劉嘯宇，劉躍文.110kV標(biāo)準(zhǔn)配送式智能變電站二次設(shè)備優(yōu)化方案[J].山東電力技術(shù)，2015，31（10）：7071.

[3]陳波.500kV智能變電站二次系統(tǒng)的優(yōu)化整合方案研究[J].機(jī)電信息，2012，22（18）：12.

[4]陳波.500kV變電站二次系統(tǒng)智能化設(shè)計(jì)關(guān)鍵問題研究[D].上海交通大學(xué)，2012.