智能變電站交直流一體化電源系統(tǒng)應用

莊穎璇

（廣東電網(wǎng)有限責任公司潮州供電局，廣東 潮州521000）

近年來，隨著我國電力行業(yè)的進一步發(fā)展，傳統(tǒng)的交流和直流電源系統(tǒng)的優(yōu)勢得到了有效整合，逐步形成了新型的智能變電站交直流一體化電源系統(tǒng)，這種電源系統(tǒng)在結構上更為合理，技術水平更為先進，且運行維護也更加便利。為此，智能變電站交直流一體化電源系統(tǒng)目前正在逐漸推廣應用，當然，由于其應用尚處于起步階段，因此仍需對其應用做進一步的研究。

1 智能變電站交直流一體化電源系統(tǒng)技術體系

1.1 主要電氣參數(shù)

經(jīng)過對當?shù)赜秒娦枨筮M行統(tǒng)計分析后，確定主變壓器采用三相兩繞組變壓器。

根據(jù)短路阻抗，以及預計5年后該變電站的最大短路電流結果，并選擇系統(tǒng)運行大方式進行短路電流的計算，經(jīng)計算，該變電站母線短路電流計算結果如表1所示。

表1 變電站母線短路電流計算結果

根據(jù)短路電流，選擇JL/G1A-630/45型鋼芯鋁絞線作為母線材料。

1.2 電氣總平面布置

結合當?shù)氐牡乩砦恢眉爸苓叚h(huán)境條件，經(jīng)過規(guī)模調(diào)整和優(yōu)化設計后，工作人員從以下幾方面入手對電氣總平面進行布置。配電裝置布置在站區(qū)東側(cè)，并向東架空出線。電容器組及個股接地變消弧裝置布置在站區(qū)南側(cè)。配電室、二次設備室及輔助間構成的聯(lián)合建筑采用單層設計，布置在站區(qū)西側(cè)。

1.3 繼電保護配置設計

在該電源系統(tǒng)中，線路配置方面，出于實用性的考慮，僅采用距離保護模式，光纖差動保護方式則作為預留方式，為后期可能的擴建工作進行準備。同時，線路保護的數(shù)據(jù)采集方式為SV報文和GOOSE報文，均以點對點的方式進行通信傳輸。該線路中GOOSE和SV信息流流向說明分別如表2和表3所示。

表2 線路GOOSE信息流說明表

表3 線路SV信息流說明表

該電源系統(tǒng)的繼電保護線路采用分段保護配置方案，為滿足“直采直跳”的要求，使用保護測控集成裝置，該裝置安裝于GIS智能控制柜當中。

在此基礎上，為了確保智能變電站的網(wǎng)絡信息透明，以實現(xiàn)高效的運行和檢修工作，技術人員采用SCD配置文件來分析二次虛擬回路方面內(nèi)容，其分析得到的數(shù)據(jù)信息相對更為直觀可靠。在該環(huán)節(jié)的工作中，涉及到SCD配置文件的可視化處理，其主要是指通過相關計算機軟件對SCD配置文件進行解析，以明確IDE裝置的分布情況，以及各個IDE基點的具體數(shù)據(jù)信息和連接關系，從而形成各個IDE裝置之間的回路連接圖，最終達到“可視化”的目的。同時，為實現(xiàn)更為直觀的信息，IED裝置信息圖中的各個界面信息均整合為一個圖形界面予以顯示。

1.4 交流站電源的選擇

交流站用電源采用380/220V中性點接地系統(tǒng)，以單母線接線方式進行連接。站用變?nèi)萘吭O定為200kVA，2臺，同時接入380V母線，互為熱備用，接地變壓器的職能由站用變壓器承擔。其容量統(tǒng)計情況如表4所示。

表4 站用變?nèi)萘拷y(tǒng)計表

1.5 直流站電源的選擇

在本次電源系統(tǒng)設計中，直流站采用220V直流電源，對智能變電站中的監(jiān)控系統(tǒng)、保護系統(tǒng)中的電氣設備進行輻射式供電。直流站電源中的蓄電池組采用浮充電方式運行，總?cè)萘繛?00Ah；充電裝置則由高頻開關整流模塊承擔，按照“N+1”的理念進行配置，共計為4組裝置，每組裝置最大允許電流為20A。同時，該直流站電源的母線上配備高度絕緣的實時監(jiān)測裝置，當裝置探測到線路出現(xiàn)接地故障后，即發(fā)出報警信號。

1.6 智能輔助系統(tǒng)配置

考慮到本次設計的智能變電站交直流一體化電源系統(tǒng)規(guī)模較小，因此選用單套監(jiān)控平臺，該平臺又可細分為視頻監(jiān)控、門禁、燈光智能控制等模塊其主要為安全配置，避免無關人員操作相關電氣設備而引發(fā)安全問題。

2 智能電源系統(tǒng)的安全管理

2.1 安全資格全局管控

安全資格全局管控是指利用人臉識別、資質(zhì)識別等智能技術，對人員作業(yè)資質(zhì)、違章記錄、技能資格等通過資料庫比對進行識別，對進入場地的人員進行全網(wǎng)管控。在人員進站時，以視頻采集和資質(zhì)庫識別作業(yè)人員資質(zhì)，判斷其是否具有進站資質(zhì)，并自動形成進站記錄。同時，根據(jù)智能技術應用實際情況，可發(fā)放人員標識電子標簽，再通過人員標識電子標簽進行檢查。此外，在作業(yè)過程中視頻鏡頭可隨時采集作業(yè)人員信息，一旦出現(xiàn)安全資格異常的情況，將形成告警和凍結對應的工作票待異常處理后開放工作票作業(yè)權限。

2.2 安全措施部署檢查

安全措施部署檢查是指利用安全隔離閉鎖、智能芯片工器具管理等技術，遠程布置鎖具、門禁電子圍欄等安全措施，對作業(yè)過程、作業(yè)區(qū)域、設備箱體、工器具等實現(xiàn)智能隔離布防，并充分采用視頻采集和圖像識別技術，結合智能操作和變電站信息模型相關技術，實現(xiàn)安全措施部署狀態(tài)的多元判據(jù)檢查，實現(xiàn)安全措施實時在線并內(nèi)嵌至工作過程中。

2.3 行為模式在線監(jiān)控

行為模式在線監(jiān)控是指用圖像識別、行為識別、智能可穿戴設備等技術，實現(xiàn)作業(yè)安全智能分析，自動設置工作區(qū)域、在線核實作業(yè)行為管控，避免擅自擴大作業(yè)范圍等行為。首先，進入工作區(qū)域前，通過視頻采集和圖像識別算法判斷作業(yè)人員安全帽、工作服和安全帶的佩戴是否符合要求。其次，在作業(yè)過程中，通過視頻采集和行為識別算法形成第一獨立判據(jù)；以信息系統(tǒng)中設備運行狀態(tài)形成第二獨立判據(jù)，前述雙判據(jù)與工作票比對判斷作業(yè)過程中是否存在擅自變更設備檢修狀態(tài)的行為。最后，其能夠通過視頻采集和圖像識別算法獲取作業(yè)人員位置信息，結合視頻鏡頭設置的電子圍欄判斷作業(yè)人員是否在非工作區(qū)域停留或作業(yè)。對于箱體式設備，以智能鎖具的使用對象和開放權限為第一判據(jù)，以視頻采集和圖像識別算法為第二判據(jù)，綜合判斷作業(yè)人員是否在非工作區(qū)域停留或作業(yè)。

3 結束語

隨著各行各業(yè)對電力的規(guī)模和質(zhì)量上的需求越來越高，這無疑給智能變電站系統(tǒng)的建設水平也提出了更高的要求。為此，相關研究人員在今后的工作中，應當進一步對其加強研究，及時解決工作中的相關問題，推動智能變電站交直流一體化電源系統(tǒng)應用水平的不斷提升，從而推動我國電力領域的進一步發(fā)展。