智能變電站二次設(shè)備集成方案研究

陳文明 李佳懿

摘要：二次設(shè)備集成對于變電站的發(fā)展意義不僅僅是達到了運維便捷、節(jié)約環(huán)保、安全可靠的目的，更為重要的是在現(xiàn)代智能化要求下，實現(xiàn)了電力系統(tǒng)科學化、先進化以及自動化運行效果。

關(guān)鍵詞：智能變電站;二次設(shè)備;集成方案

1智能變電站的二次集成概述

在我國現(xiàn)階段的社會當中，經(jīng)濟和科技得到了不斷地進步，因此在我國的電力行業(yè)當中也得到了充分的提升。在變電站的發(fā)展當中，已經(jīng)從傳統(tǒng)的變電站逐漸的轉(zhuǎn)化成了智能的變電站，從根本上保證了變電站的運行安全和穩(wěn)定，因此在電力系統(tǒng)當中，需要對網(wǎng)絡(luò)進行采樣，極大地推動了智能變電站的二次設(shè)備的集成裝置，因此在智能變電站的影響下，需要不斷地向數(shù)字化、智能化以及網(wǎng)絡(luò)的方向進行發(fā)展。但是在這個過程當中，需要創(chuàng)造出更加合理安全的運行條件和環(huán)境。因此在電網(wǎng)系統(tǒng)當中，為了促進變電站內(nèi)部當中的安全可靠性能，從而需要對智能變電站的二次設(shè)備進行集成整合處理，最終實現(xiàn)變電站的可靠運行發(fā)展。

2智能變電站的二次設(shè)備集成方案

在變電站二次設(shè)備的集成方案當中，需要對各種方案進行討論和分析，從而為之后的智能變電站的發(fā)展提供更加良好的實踐參考，在本文當中主要分為以下幾個方面進行了分析：

首選在過程層的設(shè)備集成當中，一般情況下一次設(shè)備的測量數(shù)據(jù)以及開關(guān)狀態(tài)的信息采集都是需要利用數(shù)字化進行傳輸?shù)?，因此在對一次設(shè)備的數(shù)據(jù)信息的傳輸當中，需要對電壓、電流數(shù)據(jù)的采樣以及其開關(guān)的操作功能進行設(shè)計。從間隔層的角度當中進行分析的化，需要對合并單元和智能終端設(shè)備來作為數(shù)據(jù)的輸入設(shè)備和輸出設(shè)備，因此在進行信息采集的時候需要對過程層進行數(shù)據(jù)的傳輸結(jié)合分析，利用不同方式的方式進行傳輸會形成不同的結(jié)果，因此在合并單元以及智能終端設(shè)備當中主要是對數(shù)據(jù)的輸入和輸出進行傳輸。但是在此種情況下，對于設(shè)備的整體性能就需要考慮，做到將兩者的集成進行良好的輸入和輸出的同時，還需要最大限度地減少設(shè)備的數(shù)量以及屏柜的數(shù)量，可以達到節(jié)約設(shè)備的成本的現(xiàn)象，其中合并單元的智能終端設(shè)備的集成方案如圖1所示。

在間隔層的設(shè)備方面，主要是包含著保護裝置、測控裝置，以及其他相同測量單元當中所具備的設(shè)備等。在其中的保護測控集成裝置當中，主要是針對110 kV以下的電壓等級進行配置的，可以實現(xiàn)對電壓配置以及其運行管理方式的最佳方案設(shè)計。

按照國家電網(wǎng)公司2011版通用設(shè)計，對于采用3/2接線形式的變電站，過程層面向通用對象的變電站事件。在組屏方式下，近期試點的新一代智能變電站中可按照每串配置雙套測控裝置的方案，以取代目前按照每臺斷路器、每條線路及高抗分別配置單套測控裝置的方式。采用基于整個電壓等級的測控：除CPU的處理能力外，集成后的測控裝置需要解決2個重要問題，一個是測控裝置的SMV報文網(wǎng)絡(luò)采樣光纖端口的帶寬問題。另外一個問題是隨機電氣單元停電檢修狀態(tài)下的防誤操作問題。對于采用雙母線接線（含雙母線單、雙分段接線）形式的220 kV（330，110 kV）電壓等級，可按照整個電壓等級配置雙套測控裝置考慮，對于采用雙母線雙分段接線形式的，也可采用l_m段母線及H_IV段母線分別配置雙套測控裝置的方案。根據(jù)交換機配置方式，雙母線接線形式按照電壓等級配置過程層根交換機，各支路分別配置過程層分交換機，集成式測控裝置可通過與過程層根交換機的互聯(lián)實現(xiàn)與其管轄的全部支路的數(shù)據(jù)交互。在這個過程當中，可以滿足數(shù)據(jù)交互的同時，還能滿足對測控集成裝置的充分控制。在集中式的保護裝置當中，一般都會利用網(wǎng)絡(luò)采樣技術(shù)來實現(xiàn)全站信息的共享，從而給母線的保護帶來重大的改變，因此需要利用集中式保護的裝置實現(xiàn)對信息的控制，并且利用網(wǎng)絡(luò)跳閘的現(xiàn)象實現(xiàn)多間隔的保護功能。在現(xiàn)代化的集中式保護裝置當中，涉及的運維是比較復雜的，其中內(nèi)部的裝置參數(shù)以及其模型文件的管理方式都呈現(xiàn)出了相當大的沖擊力，因此需要利用集中式的保護發(fā)展來對現(xiàn)階段的運行管理方式進行改進和提升。在集成測控裝置當中，主要是起到和保護裝置類似的功效，根據(jù)現(xiàn)有的變電站的保護和測控分開配置來對數(shù)據(jù)量進行充分的分配和保護，并且采取冗余的方式進行分配配置。由于測控裝置當中對于數(shù)據(jù)的實時性要求是相當高的，因此需要形成一套集成測控來實現(xiàn)多間隔穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)的測量和控制，利用網(wǎng)絡(luò)獲取其他間隔的測量或者狀態(tài)信息，為后續(xù)的運行維護帶來了相當大的挑戰(zhàn)和影響。在站控層的設(shè)備集成方面，主要包括的是監(jiān)控主機、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)機、數(shù)據(jù)服務(wù)器、綜合應用服務(wù)器以及其操作員的工作站等相關(guān)設(shè)備進行集成，這些設(shè)備可以組成一體化的監(jiān)控系統(tǒng)。在站控層當中，對于設(shè)備進行集成是并不明顯的，可以為一體化的監(jiān)控系統(tǒng)做出全站的數(shù)據(jù)流向以及應用功能的梳理和整合，在減少站控層設(shè)備的數(shù)量的同時，還可以對全站的數(shù)據(jù)流向進行優(yōu)化。并且還為當前變電站的運行提供行之有效的支撐，最終為調(diào)度主站提供支撐，利用和主站之間的緊密的信息互動以及功能之間的相互連通。在系統(tǒng)的集成方面，在實現(xiàn)獨立的子站系統(tǒng)的同時，還可以充分地實現(xiàn)智能告警和事故綜合分析等眾多高級應用功能的數(shù)據(jù)完善。

3實際應用

在本文當中，以某地區(qū)當中的500 kV的智能化的變電站遠期10回歸線為主要的研究對象，在進行優(yōu)化的過程當中，需要安裝2組主變壓器，在每組變壓器的兩側(cè)當中都需要進行安裝2組低壓的電抗器，500 kV當中進行設(shè)置2個繼電器的小室，根據(jù)實際情況來按照遠期分段對兩側(cè)進行設(shè)置，并且對通信室進行設(shè)置，分別為計算機和控制室兩種類別了。在該工程當中，對二次設(shè)備的配置方面主要是對變電站的全站當中的3層結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)站進行控制，在網(wǎng)絡(luò)層面當

中主要利用100 M的以太網(wǎng)進行控制，利用統(tǒng)一的標準實現(xiàn)完全的操作，在計量方式方面也需要利用網(wǎng)絡(luò)的方式進行計算，并且利用智能化終端化的設(shè)置方式，對測控裝置進行獨立的配置，在配置斷路器方面需要對氣體的密度進行設(shè)計，在對跳閘方式的選擇方面，需要合理地對直采直跳方式進行合理的保護。在此種情況下，需要對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行簡單化的處理，保持同步信息網(wǎng)的和運行的簡單維護，尤其是對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和交換機配置方式進行處理和優(yōu)化，多個百兆流量的處理能力，還需要網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的技術(shù)和設(shè)備進行一定的支持工作。

4 結(jié)束語

上文對智能變電站的二次集成進行了概述;對智能變電站的二次設(shè)備集成方案進行了分析;最后在實際應用中進行了研究和分析。在實際的應用過程當中，需要對運行過程當中產(chǎn)生的問題以及原因進行充分的了解和掌握，從而根據(jù)實際情況來對整體的電力行業(yè)作出針對性的措施，從而保證整個電力行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，提高我國的經(jīng)濟水平和國際地位。

參考文獻：

[1]國家電網(wǎng)公司.智能變電站建設(shè)技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2011.

（作者單位：國電南瑞南京控制系統(tǒng)有限公司）