新時(shí)代變電站智能化發(fā)展方向研究與探討

唐志勇

（國(guó)網(wǎng)新疆電力有限公司阿克蘇供電公司，新疆阿克蘇 843000）

1.能化變電站建設(shè)中重點(diǎn)關(guān)注的技術(shù)問(wèn)題

由于智能變電站技術(shù)的研究和智能變電站的試點(diǎn)建設(shè)剛剛開(kāi)始，在使用新技術(shù)時(shí)可能存在很多問(wèn)題，需要逐步解決。就當(dāng)前的智能變電站的發(fā)展情況而言，研究重點(diǎn)應(yīng)放在關(guān)鍵技術(shù)研究上，要致力于突破關(guān)鍵技術(shù)帶來(lái)的發(fā)展瓶頸，對(duì)此需要關(guān)注以下技術(shù)問(wèn)題：（1）智能電子設(shè)備（IED）的研發(fā)和優(yōu)化是不能停止的，要繼續(xù)進(jìn)行深度研發(fā)，基于此，可以不斷優(yōu)化智能變電站的IED技術(shù)，提高對(duì)智能變電站的控制能力，控制的更加細(xì)微；（2）無(wú)規(guī)矩不成方圓，在短時(shí)間內(nèi)制定智能變電站的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，特別是智能變電站的架構(gòu)和技術(shù)體系[1]；（3）引入智能設(shè)備，實(shí)現(xiàn)信息化和自動(dòng)化，獲取參數(shù)和信息更加準(zhǔn)確，提高智能變電站的整體信息分析能力，提高智能變電站的工作效率；（4）優(yōu)化變電站內(nèi)部的管理模式，可以吸收一些國(guó)外先進(jìn)的管理經(jīng)驗(yàn)，對(duì)智能變電站進(jìn)行層層管理，掌握智能變電站的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)診斷信息與電網(wǎng)運(yùn)行管理的雙向互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備綜合狀態(tài)監(jiān)測(cè)和全壽命周期管理等技術(shù)[2]。

2.智能化變電站高壓設(shè)備測(cè)控技術(shù)問(wèn)題

在智能變電站中，有個(gè)突出的特征就是需要用到一些高壓設(shè)備，這是無(wú)法避免的，眾所周知，高壓設(shè)備有危險(xiǎn)性而且技術(shù)復(fù)雜，這就需要研究人員去研究智能變電站中的高壓設(shè)備，對(duì)此不斷優(yōu)化，以便于智能變電站更好工作。變電站采用智能測(cè)控技術(shù)，借助傳感器對(duì)系統(tǒng)中的設(shè)備進(jìn)行測(cè)量和控制，從而保證整個(gè)變電站內(nèi)的電氣設(shè)備處于可有效監(jiān)測(cè)和控制的狀態(tài)。高壓變電站設(shè)備智能系統(tǒng)可以應(yīng)用高壓設(shè)備智能測(cè)控技術(shù)，及時(shí)獲取高壓設(shè)備的狀態(tài)和信息，然后利用信息融合技術(shù)和故障診斷模型對(duì)高壓設(shè)備在測(cè)試狀態(tài)下的運(yùn)行狀況和使用壽命做出綜合評(píng)估[3]。

3.能化變電站智能告警及事故信息綜合分析決策技術(shù)應(yīng)用問(wèn)題

目前，變電站的報(bào)警模式是基于潮汐計(jì)算的靜態(tài)報(bào)警，沒(méi)有對(duì)故障進(jìn)行分析，最具有價(jià)值的報(bào)警信息沒(méi)有主要用最直觀的方式呈現(xiàn)給操作人員，所以報(bào)警信息的層次模糊不清，報(bào)警模式比較特殊。因此，假設(shè)智能變電站的智能報(bào)警方式是針對(duì)不同的故障采用不同的報(bào)警方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，不同錯(cuò)誤之間相關(guān)性的報(bào)警方式必須不同。為了使智能變電站具備智能報(bào)警功能，變電站需要在監(jiān)控系統(tǒng)上安裝完善的報(bào)警和事故信息分析決策系統(tǒng)。系統(tǒng)必須能夠?qū)ψ冸娬竟收蠑?shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)整理，對(duì)各種信號(hào)進(jìn)行分類(lèi)顯示，提取報(bào)警信息，便于故障評(píng)估和處理。變電站運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)在線分析，自動(dòng)標(biāo)記變電站異常情況，建議采取故障排除措施，提供主站報(bào)警和事件智能信息，供主站分析決策。該系統(tǒng)提供了全面的故障信息概覽，可以為技術(shù)和技術(shù)人員提供完整的故障時(shí)間信息顯示。應(yīng)用報(bào)警和事故信息智能分析決策系統(tǒng)，根據(jù)報(bào)警信號(hào)的重要性設(shè)置各報(bào)警信息，標(biāo)記報(bào)警信息的重要級(jí)別，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)寞B加和處理處理，對(duì)報(bào)警進(jìn)行分類(lèi)分頁(yè)顯示信息。實(shí)時(shí)報(bào)警顯示窗口可設(shè)計(jì)多頁(yè)。另一方面，利用變電站的設(shè)計(jì)理念，使報(bào)警信息按間隔過(guò)濾，智能報(bào)警上升為區(qū)域?qū)用娴膭?dòng)態(tài)系統(tǒng)級(jí)報(bào)警。智能報(bào)警器有一個(gè)額外的分析和處理功能，利用推理技術(shù)對(duì)一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的報(bào)警事件進(jìn)行推理評(píng)估，指出事故的原因和處理行動(dòng)。這樣，在很短的時(shí)間內(nèi)就能獲得與事故異常有關(guān)的所有重要信號(hào)，并得到這種異常事故情況的處理方法；可以及時(shí)進(jìn)行準(zhǔn)確的分析和處理，大大提高了工作效率[4]。

4.智能化變電站保護(hù)與控制二次技術(shù)問(wèn)題

4.1 保護(hù)和測(cè)控裝置的新要求

（1）結(jié)合智能變電站現(xiàn)場(chǎng)級(jí)功能自主性的要求和智能元器件與高壓設(shè)備一體化的設(shè)計(jì)要求，對(duì)保護(hù)、測(cè)控設(shè)備提出了如下基本新要求。為了適應(yīng)智能變電站在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、通訊、網(wǎng)絡(luò)流量和實(shí)際H英寸等方面的不同要求，必須針對(duì)不同的用途開(kāi)發(fā)不同的以太網(wǎng)接口；（2）將測(cè)量部分與執(zhí)行部分合二為一，保護(hù)、測(cè)控設(shè)備同時(shí)進(jìn)行，設(shè)備硬件平臺(tái)需要統(tǒng)一，滿(mǎn)足所需的高性能通信能力和邏輯預(yù)算功能；（3）增加設(shè)備的安全性，使用一些配件。具有非常規(guī)變壓器和智能開(kāi)關(guān)柜的數(shù)字接口和高速數(shù)據(jù)處理功能；（4）使用標(biāo)準(zhǔn)IEC61850建模解決互操作性和互操作性問(wèn)題。

4.2 自適應(yīng)繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

新建的智能變電站放棄了傳統(tǒng)的“預(yù)校準(zhǔn)、實(shí)時(shí)動(dòng)作、定期檢查”的繼電保護(hù)模式，積極采用自適應(yīng)繼電保護(hù)技術(shù)對(duì)實(shí)時(shí)繼電保護(hù)的參數(shù)、特性和性能進(jìn)行校準(zhǔn)。

4.3 繼電保護(hù)的智能整定和在線校核問(wèn)題

繼電保護(hù)參數(shù)需要及時(shí)的進(jìn)行智能調(diào)整，可以消除改變電力系統(tǒng)運(yùn)行方式對(duì)保護(hù)區(qū)和繼電保護(hù)裝置靈敏度的影響，提高繼電保護(hù)運(yùn)行的準(zhǔn)確性。繼電保護(hù)在線測(cè)試是指繼電保護(hù)系統(tǒng)接收電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，根據(jù)系統(tǒng)拓?fù)?、運(yùn)行方式和功率，在線創(chuàng)建真實(shí)電網(wǎng)中各繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行概況，需要根據(jù)實(shí)際的性能進(jìn)行配置。在整個(gè)保護(hù)過(guò)程中，繼電保護(hù)在線測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)計(jì)算和驗(yàn)證在線保護(hù)的校準(zhǔn)值，實(shí)時(shí)評(píng)估網(wǎng)絡(luò)中所有繼電保護(hù)的性能，包括繼電保護(hù)裝置的保護(hù)面積、靈敏度和動(dòng)作速度，為可靠性相關(guān)的繼電保護(hù)裝置可能發(fā)生故障或下降提供報(bào)警信息，通過(guò)這些智能化的程序控制可以很好的幫助完成繼電保護(hù)以及在線校核[5]。

5.在智能化變電站中構(gòu)建五防系統(tǒng)

在智能變電站系統(tǒng)中，為了防止故障的發(fā)生，需要建立一個(gè)五級(jí)系統(tǒng)來(lái)控制變電站的故障，保證變電站的正常運(yùn)行。在五級(jí)保護(hù)系統(tǒng)中，必須對(duì)五級(jí)保護(hù)系統(tǒng)中的閘門(mén)反轉(zhuǎn)等操作進(jìn)行建模和評(píng)估，然后才能實(shí)施。因此，智能變電站內(nèi)置了五級(jí)保護(hù)裝置系統(tǒng)，五級(jí)保護(hù)保裝置系統(tǒng)保證了變電站網(wǎng)絡(luò)的高效運(yùn)行。由于中國(guó)電力行業(yè)的不斷發(fā)展，能源消耗急劇增加，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)負(fù)載過(guò)重，容易引發(fā)安全事故。因此，為確保變電站的安全，必須安裝五級(jí)安全系統(tǒng)。在智能變電站中，變電站級(jí)和段級(jí)之間的以太網(wǎng)用于交換段級(jí)IED信息，該信息用于5個(gè)級(jí)別的實(shí)時(shí)邏輯聯(lián)鎖過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，變電站數(shù)據(jù)通過(guò)開(kāi)放的過(guò)程進(jìn)行層層傳遞至變電站網(wǎng)絡(luò)，依靠過(guò)程層的聚合承載模擬信息，依靠智能接口承載遠(yuǎn)程信息等。此外，通過(guò)在現(xiàn)場(chǎng)級(jí)使用GOOSE機(jī)制，系統(tǒng)可以及時(shí)接收所有五防邏輯阻塞所需的主數(shù)據(jù)，然后這些數(shù)據(jù)用于評(píng)估邏輯控制條件和每個(gè)阻塞狀態(tài)，最終達(dá)成變電站設(shè)備的邏輯閉鎖狀態(tài)決策[6]。

6.結(jié)語(yǔ)

21世紀(jì)以來(lái)，智能變電站技術(shù)發(fā)展迅速，推動(dòng)了各級(jí)智能變電站建設(shè)的發(fā)展，為了迎接更大挑戰(zhàn)，需要對(duì)智能變電站的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)測(cè)和研究。本文以智能變電站的主要關(guān)鍵技術(shù)對(duì)智能變電站建設(shè)的研究進(jìn)行了總結(jié)，這也是現(xiàn)階段智能變電站建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施中的一個(gè)重要問(wèn)題。它可以為智能變電站在未來(lái)的建設(shè)、運(yùn)行和維護(hù)中提供參考和幫助。