智能變電站電氣二次系統(tǒng)優(yōu)化設計探析

汪玨

摘要：現(xiàn)階段，我國電力行業(yè)不斷改革，智能變電站電氣二次系統(tǒng)的復雜程度比較高，其主要作用是負責變電站內(nèi)各種電氣設備的控制和調(diào)節(jié)。通過查閱大量的資料，對智能變電站電氣二次系統(tǒng)進行合理的優(yōu)化設計，以保障智能變電站電氣二次系統(tǒng)的設計質(zhì)量。

關鍵詞：智能變電站;電氣二次系統(tǒng)設計;研究

前沿

智能變電站的廣泛應用，給我國的電力企業(yè)提供了良好的發(fā)展基礎，智能變電站電氣二次系統(tǒng)應用以及優(yōu)化，不僅可以確保電力企業(yè)的服務保持在很好的水平之上，還可以有效地促進我國電力工程的運行穩(wěn)定性，在一定程度上也減少了運營的成本，為電力企業(yè)增加了經(jīng)濟效益。因此，對智能變電站的應用，要充分的結(jié)合智能變電站電氣二次系統(tǒng)的結(jié)構與特點，了解其應用過程中的實際情況，從多方面入手，對智能變電站電氣二次系統(tǒng)進行優(yōu)化，確保將電氣二次系統(tǒng)進行優(yōu)化之后的智能變電站能夠達到我國電力工程規(guī)定的運行標準。另外，還要對在智能變電站電氣二次系統(tǒng)優(yōu)化之后的實際運行效果進行一定的評價，確保電氣二次系統(tǒng)在應用中能夠發(fā)揮其真正的價值，并且使其潛在的價值得以充分發(fā)揮。

1 智能變電站電氣二次系統(tǒng)結(jié)構及特點

從智能變電站電氣二次系統(tǒng)的結(jié)構來分析，智能變電站電氣二次系統(tǒng)主要是由監(jiān)控設備、數(shù)據(jù)運行計算設備、電流電壓波動數(shù)據(jù)錄波設備、自動化智能運行設備、智能化管理與終端調(diào)試設備等組合而成。如果其中的一組設備出現(xiàn)了問題，那么整個系統(tǒng)的運行都會受到影響，智能變電站的運行可靠性就會出現(xiàn)大幅度的下降，甚至會威脅到電力網(wǎng)絡的正常供電。當前，智能變電站的二次系統(tǒng)優(yōu)化主要是采用光電互感器進行優(yōu)化，利用光電互感器進行優(yōu)化時可以實現(xiàn)電力系統(tǒng)各項信息的共享，同時，還可以使變電站的二次系統(tǒng)運行得到有效的優(yōu)化。也就是說，當前的智能變電站電氣二次系統(tǒng)的優(yōu)化主要是以智能化為核心，這也使智能變電站電氣二次系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)了一些固有的特點。比如說：第一，智能變電站電氣二次系統(tǒng)以及各種設備的運行都是依靠數(shù)字化技術來完成的，對于各種數(shù)據(jù)的收集和整理等工作也是通過動態(tài)的管理方式，提高了數(shù)據(jù)收集和整理的效率。第二，智能變電站的二次系統(tǒng)運行是建立在網(wǎng)絡控制下，傳統(tǒng)的一次系統(tǒng)控制模式逐漸的被數(shù)字化和網(wǎng)絡化取代。采用網(wǎng)絡化的管理方式，既可以有效的提升智能變電站的運行效率，加強智能變電站在運行中的安全性，又可以有效的降低運行成本、提高運行效益。第三，智能變電站的二次系統(tǒng)得到優(yōu)化之后可以使信息共享，變電站運行過程中的各種信息可以互換，降低了系統(tǒng)的操作難度，也使智能變電站電氣二次系統(tǒng)的運行更加的符合電力工程的規(guī)定標準，為電力企業(yè)創(chuàng)造了更大的經(jīng)濟效益。

2 智能變電站電氣二次系統(tǒng)優(yōu)化設計探析

2.1?網(wǎng)絡結(jié)構優(yōu)化

三層兩網(wǎng)結(jié)構屬于最為常見的智能變電站網(wǎng)絡結(jié)構，但這種結(jié)構存在牽涉范圍廣、數(shù)據(jù)流量大、故障時影響廣等特點，多套測控、保護和安全自動裝置均會受到廣泛應用，同時產(chǎn)生的近萬條（最多時）告警信號也會對運維工作帶來嚴重影響，保護拒動越級跳閘風險也可能因中心交換機故障出現(xiàn)。此外，由于采樣環(huán)節(jié)與出口環(huán)節(jié)分別增加合并單元、智能終端，智能站保護的整體動作延時會因此增加7～10ms，保護可靠性和速動性因此大幅降低，供電可靠性和電網(wǎng)安全性均會因此受到較為負面影響。基于上述問題，需設法優(yōu)化傳統(tǒng)智能變電站的網(wǎng)絡結(jié)構，由此將研究對象智能變電站采用三層兩網(wǎng)結(jié)構更換為兩層一網(wǎng)網(wǎng)絡結(jié)構，優(yōu)化后變電站結(jié)構由間隔兼過程層與站控層組成，并采用一體化高速通信網(wǎng)絡一層網(wǎng)絡。基于一體化設計的站控層與業(yè)務平臺可實現(xiàn)設備優(yōu)化集成，具體設計需結(jié)合本期及遠期規(guī)模設計。站控層需配置綜合應用服務器1臺、監(jiān)控主機2臺（兼操作員站）、Ⅲ/Ⅳ區(qū)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關機1臺;間隔層采用模塊化設計，在間隔層保護測控裝置中集成智能終端、合并單元;二次設備不采用B碼及SNTP對時協(xié)議，時間同步協(xié)議選擇IEE1588，并配合GOOSE、SV、MMS共網(wǎng)傳輸。設計不劃分安全Ⅰ、Ⅱ區(qū)，Ⅰ、Ⅱ區(qū)劃分采用交換機VLAN技術實現(xiàn)，全站設置變電站一體化高速通信網(wǎng)絡一層網(wǎng)絡，GOOSE、SV、MMS、1588報文共網(wǎng)共口傳輸，共配置交換機4臺，一層網(wǎng)接入間隔兼過程層、站控層設備。通過設備集成優(yōu)化，網(wǎng)絡層次得以實現(xiàn)縱向簡化，二次設備數(shù)量大幅減少，交叉互聯(lián)橫向大幅減少，數(shù)據(jù)集中和共享得以更好實現(xiàn)。在多功能模塊化集成的二次設備設計支持下，中間環(huán)節(jié)大幅減少，故障率可最終實現(xiàn)有效降低，研究對象智能變電站在優(yōu)化網(wǎng)絡結(jié)構后實現(xiàn)10.5萬元的總投資節(jié)省，優(yōu)化設計的經(jīng)濟性可見一斑。

2.2 輔助性智能系統(tǒng)方面的優(yōu)化

（1）對輔助系統(tǒng)中所包含分系統(tǒng)的結(jié)構進行優(yōu)化，并設定具體的優(yōu)化目標，實現(xiàn)各分系統(tǒng)之間的資源共享。（2）加強輔助系統(tǒng)中照明系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等不同子系統(tǒng)的實時工況分析，選擇智能程度高的設備完善子系統(tǒng)功能，最大達到智能變電站運行時輔助系統(tǒng)中各分系統(tǒng)之間的功能聯(lián)動，提高作業(yè)人員的實際工作效率。（3）注重輔助系統(tǒng)中視頻錄像與紅外熱相判斷功能優(yōu)化，確保系統(tǒng)功能完善性，并降低智能變電站運行成本。

2.3?光纜應用方案優(yōu)化

由于智能變電站采用傳統(tǒng)的光纜熔接方式，因此原光纜應用方案存在現(xiàn)場作業(yè)工作量大、隱患問題出現(xiàn)幾率大、易受高溫環(huán)境影響、機械應力強度不高、對操作人員的技術要求較高、施工危險性較大等特點。基于傳統(tǒng)光纜熔接方式存在的不足，本文建議優(yōu)化光纜聯(lián)接方案，以此降低施工難度、提高聯(lián)結(jié)可靠性、縮短施工周期，因此最終智能變電站采用免熔接光纖配線架配合預制光纜進行施工。優(yōu)化后在戶外智能終端柜與對應的室內(nèi)屏柜內(nèi)安裝免熔接光纖配線架，為方便布線，采用前進前出式，右側(cè)、左側(cè)分別為預制光纜與屏內(nèi)尾纖的接口。優(yōu)化后的光纜應用方案具備防腐性能好、防塵抗干擾性強、外表美觀、施工操作安全且方便等優(yōu)勢，模塊化設計也能夠有效節(jié)約安裝時間。優(yōu)化光纜應用方案后，研究對象智能變電站施工得以節(jié)省大量工時，且全壽命周期內(nèi)可實現(xiàn)7.05萬元的成本節(jié)約，優(yōu)化設計的實用性由此得到證明。

結(jié)束語

總而言之，智能變電站電氣二次設計就是要優(yōu)化變電站系統(tǒng)，不斷提升變電站的運行效率和安全系數(shù)，實施有效的變電站運行模式，深入挖掘電力資源優(yōu)勢，更好地滿足現(xiàn)代化發(fā)展需要。因此，必須要深入了解智能變電站電氣二次設計的系統(tǒng)結(jié)構特點，充分發(fā)揮智能技術優(yōu)勢，全面加強變電站的信息系統(tǒng)建設，降低變電站建設總造價，提升變電站安全使用系數(shù)。

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