一種模塊化結構的智能變電站培訓系統

李 偉，顧 建2

（1.國網浙江省電力公司培訓中心，浙江 杭州310015；2.國網浙江省電力公司紹興供電公司，浙江 紹興312000）

隨著社會對能源供應的節能、環保、高效及可持續發展的要求，智能電網的建設適應了當前社會發展的趨勢［1］。作為智能電網重要組成部分的智能變電站，為電網實現其高效、自愈等功能提供了重要的技術支持［2］。相比傳統變電站智能變電站具有高集成度、可靠性和交互性［3］。

1 培訓系統結構介紹

當前智能變電站技術與傳統變電有著本質區別，技術支持體系和試驗檢修流程發生重大變化，實際的智能變電站由于設備眾多、結構復雜、調試涉及一次設備和二次設備等眾多設備，因此需要一套結構簡化、功能齊全、投資節約的培訓系統。本系統所采用的技術方案是對智能變電站監控系統進行站控層優化、間隔層重組和過程層設備模擬，系統設備布置及功能區分劃分如圖1所示。

系統布置實際圖均采用變電站標準屏柜進行組屏。設備說明如下：

圖1 模塊化結構的智能變電站培訓系統設備屏位布置圖

（1）電源屏柜。內含兩個交流整流模塊，負責給整個系統供應直流電源。直流輸出模塊用于獨立控制每一路直流電源。

（2）監控屏主機A屏。內含一套計算機終端設備，包括顯示器、鼠標、鍵盤。一個KVM切換器，兩臺監控主機。

（3）監控屏主機B屏。與監控屏主機A屏相似。

（4）報文分析記錄儀。報文分析記錄儀一套，采用標準化報文分析記錄設備組屏。

（5）網關機屏。通信網關機屏內四臺通信網關機和一套GPS對時裝置，其中用于I區通信網關機2臺，II區通信網關機2臺，各區通信網關機負責與智能電網調度控支持系統進行通信聯系。一套對時系統負責對整個變電站系統進行統一對時服務。

（6）站控層交換機屏。本智能變電站培訓系統4臺站控層交換組在本屏內，組屏方式如圖1所示。

（7）過程層交換機屏。本系統6臺過程層交換組在本屏內，組屏類似屏6。

（8）其他作用交換機屏。智能電網調控技術支持系統前置交換機、網絡分析儀等其他用途交換機4臺組在本屏內，組屏類似屏6。

（9）監控主機顯示A屏。本屏主要負責B區SCD文件制作，屏內有一套計算機終端設備，一個顯示屏、一套鼠標鍵盤，通過數據延長線連接到監控屏主機A屏（即屏2）。

（10）220 k V線路A屏柜。本屏主要負責220 k V線路間隔信息處理，包括一個220 k V線路測控裝置以及與之對應的合并單元和智能終端。

（11）220 k V線路B屏柜。功能及配置與10部分相似，包含1個220 k V線路測控裝置、1個線路合并單元、1個線路智能終端，負責另外一條220 k V線路信息處理。

（12）220 k V相量測量屏柜。負責220 k V部分的相量測量，采用標準化屏屏柜布置。

（13）220 kV母聯測控屏柜。功能及配置與10部分相似，包含1個220 k V母聯測控裝置、1個母聯合并單元、1個母聯智能終端負責另外220 kV母聯信息處理。

（14）220 k V母設測控屏柜。負責220 k V正副母線的信息處理，配置兩臺母設測控裝置，分別處理正母線和副母線信息處理。

（15）220 k V母設智能柜。設置兩個母設合并單位和兩臺智能終端，為正母和副母各設一臺。

（16）220 k V開關量及模擬量屏。根據系統需要配置220 k V電壓等級開關、刀閘、接地刀閘的模擬裝置，以及電壓互感器、電力互感器等模擬信號發生裝置。

（17）監控主機顯示B屏。本屏主要負責C區SCD文件制作，屏內有一套計算機終端設備，一個顯示屏、一套鼠標鍵盤，通過數據延長線連接到監控屏主機B屏（即第3部分）。

（18）110 k V線路1測控屏。負責110 k V線路的信息處理，配置一臺110 k V線路保護測控裝置，一臺110 k V線路合并電壓，一臺110 k V線路智能終端。

（19）110 k V線路2測控屏。本屏負責第二路110 k V線路信息處理功能，功能及組屏與地18部分類似。

（20）110 k V測控屏。本屏負責第三路110 k V線路信息處理功能，在組屏上采用測控裝置、合并單元、智能終端組屏模式。

（21）110 k V母設母聯屏。本屏負責110 k V母設及母聯的信息處理功能，在組屏上采用一臺母聯測控裝置，兩臺母設測控裝置組屏模式。

（22）110 k V母設智能屏柜。負責110 k V母設智能信息的處理單元，正母配置一臺合并單元和一臺智能終端，副母配置一臺合并單元和一臺智能終端。

（23）110 k V母聯智能屏柜。本屏負責110 k V母聯智能屏柜，配置一臺合并單元和一臺智能終端。

（24）110 k V開關量及模擬量屏。根據系統需要配置110 k V電壓等級的開關、刀閘、接地刀閘的模擬裝置，以及電壓互感器、電力互感器等模擬信號發生裝置。

（25）監控主機顯示C屏。本屏主要負責D區SCD文件制作，屏內有一套計算機終端設備，一個顯示屏、一套鼠標鍵盤，通過數據延長線連接到監控屏主機B屏（即第3部分）。

（26）主變測控屏。本屏配置對220 k V電壓主變的信息處理單元，配置三臺測控裝置，220 k V側測控裝置、110 k V側測控裝置、35 k V及主變本體測控單元。

（27）主變測控合并單元屏。配置兩臺合并單元，分別對220 k V和110 k V側進行模擬數據處理。

（28）主變測控智能終端屏。配置兩臺智能終端，分別對220 k V和110 k V側進行開關量數據處理。

（29）主變開關量及模擬量屏。根據系統需要配置220 k V電壓主變的檔位、開關、刀閘、接地刀閘的模擬裝置，以及電壓互感器、電力互感器等模擬信號發生裝置。

（30）35 k V測控A屏。設置35 k V電壓等級的線路保測裝置一臺、所用變保測裝置一臺。

（31）35 k V測控B屏。設置35 k V電壓等級的電容器保測裝置一臺、電抗器保測裝置一臺。

（32）35 k V開關量及模擬量屏。根據系統需要配置35 k V電壓手車開關等信號裝置，以及電壓互感器、電力互感器等模擬信號發生裝置。

2 培訓系統功能介紹

智能變電站站控層設備優化，主要為滿足系統培訓需求。站控層設備具備設置4套監控系統后臺、2套I區網關機、2套II區網關機，以及若干各層交換機的功能。配置4套監控系統后臺是為配置4個功能區而設置，創造性地解決了每個培訓區的培訓需求。每個監控后臺配置有智能變電站系統配置描述文件（SCD文件）制作工具，均可獨立進行SCD組態制作，從而可以方便獨立進行智能變電站調試。同時將通信網關機、各層交換機配置于圖1中A區，可以方便實現網關機、網絡設備的組態與調試。另外將其他公用設備如網絡分析系統、電源系統等公共系統統一部署在圖中A區，方便統一維護管理。

對智能變電站間隔層設備與過程層模擬設備進行創造性重組。在保留智能變電站監控系統基本結構的前提下，將間隔層設備與過程層模擬設備進行了創造性組合，如圖1所示。B區獨立完成220 k V電壓等級的典型間隔的組態調試，C區獨立完成110 k V電壓等級的典型間隔的組態調試，D區獨立完成220 k V主變及35 k V電壓等級的典型間隔的組態調試。

3 結 論

通過對智能變電站監控系統進行站控層優化、間隔層重組和過程層設備模擬，該培訓系統實現了以下功能。

（1）系統采用模塊化結構，實現了四個培訓功能區獨立應用或組合應用，有效擴充了系統培訓功能與培訓工位。

（2）實現了智能變電站調試技術的模塊化培訓。四個功能子區在智能變電站中功能與所包含設備各不相同，基本包含了智能變電站的典型設備與系統調試的技術技能要求。將整個智能變電站調試分為四個模塊進行獨立強化訓練，提高了培訓效果。

（3）通過仿真實現了一次開關設備和互感器等設備功能，大量節約了系統一次設備投資。

［1］張東霞.中外智能電網發展戰略［J］.中國電機工程學報，2013，33（31）：1-14.

［2］Q／GDW 383-2009智能變電站技術導則［S］.國家電網公司，2009.

［3］林宇鋒.智能電網技術體系探討［J］.電網技術，2009，33（12）：8-14.