220 kV智能變電站技術(shù)特點(diǎn)及其運(yùn)行管理探析

費(fèi) 丹

(廣東電網(wǎng)公司珠海供電局，廣東 珠海 519000)

220 kV智能變電站技術(shù)特點(diǎn)及其運(yùn)行管理探析

費(fèi) 丹

(廣東電網(wǎng)公司珠海供電局，廣東 珠海 519000)

智能變電站是智能電網(wǎng)的重要環(huán)節(jié)之一，其發(fā)展建設(shè)水平的高低直接影響著我國智能電網(wǎng)的建設(shè)水平?，F(xiàn)從智能變電站的概念入手，對220 kV智能變電站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、技術(shù)特點(diǎn)及運(yùn)行管理進(jìn)行分析探討。

智能電網(wǎng)；智能變電站；結(jié)構(gòu)；技術(shù)特點(diǎn)；運(yùn)行管理

0 引言

隨著科技的不斷發(fā)展，數(shù)字化通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)得到了迅速發(fā)展，而變電站為了提高工作效率，降低能源消耗，也開始將智能化技術(shù)運(yùn)用在其建設(shè)中。智能變電站是智能電網(wǎng)的重要環(huán)節(jié)之一，功能集成化、檢修狀態(tài)化、設(shè)備信息化以及結(jié)構(gòu)緊湊化是智能變電站今后發(fā)展的方向，而其最終目標(biāo)是要實(shí)現(xiàn)運(yùn)行維護(hù)高效化。

1 智能變電站的概念

根據(jù)《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》對智能變電站的定義，智能變電站是以信息共享標(biāo)準(zhǔn)化、通訊平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化以及全站信息數(shù)字化為基礎(chǔ)要求，運(yùn)用可靠、先進(jìn)、環(huán)保、低碳以及集成的智能化設(shè)備，自動(dòng)完成信息的采集、控制、計(jì)量、測量、檢測以及保護(hù)等基本功能，根據(jù)需要支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、在線分析決策、智能調(diào)節(jié)以及協(xié)同互動(dòng)等高級功能的變電站。

2 智能變電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

智能變電站由站控層、間隔層、過程層構(gòu)成，光纜將三者聯(lián)系起來。智能變電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 智能變電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.1 站控層

站控層由通信系統(tǒng)、自動(dòng)化系統(tǒng)、對時(shí)系統(tǒng)以及站域控制等子系統(tǒng)構(gòu)成，主要是通過光纖同間隔層進(jìn)行通訊，其功能與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的站控層相一致。該層的主要功能有變電站的遠(yuǎn)程監(jiān)測、操作閉鎖、實(shí)時(shí)控制、記錄以及自診斷等。

2.2 間隔層

間隔層設(shè)備一般指繼電保護(hù)裝置、測控裝置、故障錄波等二次設(shè)備，實(shí)現(xiàn)使用一個(gè)間隔的數(shù)據(jù)并且作用于該間隔一次設(shè)備的功能，即與各種遠(yuǎn)方輸入/輸出、智能傳感器和控制器通信。

2.3 過程層

過程層主要是由智能化的一次設(shè)備構(gòu)成，例如復(fù)合傳感器、基于羅科夫斯基線圈的TA、接地開關(guān)、隔離開關(guān)、分壓型VD以及斷路器等。其中復(fù)合傳感器、基于羅科夫斯基線圈的TA以及分壓型VD是過程層智能化的關(guān)鍵。

3 智能變電站技術(shù)特點(diǎn)

控制智能化、設(shè)備裝置智能化以及信息的高度共享是智能變電站最重要的技術(shù)特點(diǎn)。

3.1 分級控制技術(shù)

分級控制技術(shù)是運(yùn)用在站控層、間隔層以及過程層之間的符合國家電力安全標(biāo)準(zhǔn)的分布式控制技術(shù)，即在各層分別安裝具有智能化控制及處理能力的裝置，使得各層之間具有相對獨(dú)立性，以提高各層設(shè)備的控制效率，還可以通過分級調(diào)控減少智能變電站的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 控制終端

引入計(jì)算機(jī)控制終端，就像給變電站植入一個(gè)具有強(qiáng)大的計(jì)算能力和指揮能力的大腦，使得變電站可以依據(jù)各方面采集的數(shù)據(jù)和信息，對系統(tǒng)故障進(jìn)行分析和判斷，并下達(dá)正確的指令，縮短突發(fā)事件的處理時(shí)間，有效防止由于事故處理不當(dāng)或不及時(shí)而引發(fā)的重大事故。

3.3 光纖技術(shù)的應(yīng)用以及電力裝置的集成化

光纖技術(shù)在智能變電站中的廣泛應(yīng)用，大大提高了信息的傳輸效率，數(shù)據(jù)的采集、信息的溝通得以順利進(jìn)行，這就使得各層可以完成局域網(wǎng)的管理功能，由過程層到間隔層再到站控層，各層之間的數(shù)據(jù)信息得以無障礙傳播，在提高傳輸速率的同時(shí)，加強(qiáng)了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性以及可靠性。隨著數(shù)字化技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，智能變電站的電力監(jiān)測、管理和控制等設(shè)備也日益集成化，這不僅減少了設(shè)備的占地面積，還進(jìn)一步縮短了施工時(shí)間，降低了成本，同時(shí)還能保證電力裝置盡快進(jìn)入服務(wù)狀態(tài)。

3.4 間歇性分布式電源接入技術(shù)

隨著生活水平的不斷提高，人們的低碳意識(shí)、環(huán)保意識(shí)不斷加強(qiáng)，太陽能、風(fēng)能等清潔能源愈加得到人們的青睞。但由于其受自然因素影響較大，大幅波動(dòng)的現(xiàn)象也就較為明顯。由此，如果我們直接將其接入電網(wǎng)，勢必對電網(wǎng)的穩(wěn)定性、可靠性、安全性以及持續(xù)性造成巨大的影響。為了解決上述問題，必須進(jìn)一步加強(qiáng)變電站的智能化建設(shè)，運(yùn)用柔性并網(wǎng)技術(shù)，對太陽能、風(fēng)能等清潔能源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，盡可能地減輕由于其不穩(wěn)定性對電網(wǎng)造成的影響，以保障電網(wǎng)的可靠、安全、可持續(xù)運(yùn)行。

4 智能變電站運(yùn)行管理

與傳統(tǒng)的變電站相比，220 kV智能變電站使用更加先進(jìn)的設(shè)備管理手段，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備監(jiān)測、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測以及輔助決策等一系列功能，使得設(shè)備的管理方式得到優(yōu)化。圖2為智能變電站設(shè)備管理示意圖。

圖2 智能變電站設(shè)備管理示意圖

由于我國的電力系統(tǒng)有很大一部分變電站仍然采用有人值班、定期對設(shè)備進(jìn)行檢修的模式，為了確保智能變電站的穩(wěn)定、安全運(yùn)行，要對以下幾個(gè)問題進(jìn)行研究：(1) 智能變電站的設(shè)備檢修，要依托順序控制與工作票自動(dòng)管理系統(tǒng)，自動(dòng)生成設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)安全措施卡，采取安全隔離措施，以免發(fā)生事故。(2) 對于工作票自動(dòng)管理系統(tǒng)，應(yīng)保證其可以根據(jù)調(diào)度員的指令和系統(tǒng)安排，自動(dòng)生成維修的內(nèi)容及步驟。(3) 依靠實(shí)時(shí)分析診斷以及在線監(jiān)測等技術(shù)，對智能變電站內(nèi)主要設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測。

5 結(jié)語

隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步，智能電網(wǎng)必將成為未來電網(wǎng)的發(fā)展方向。而智能變電站作為智能電網(wǎng)的核心，其建設(shè)水平的高低對于智能電網(wǎng)的發(fā)展起著重要作用，建設(shè)和發(fā)展智能變電站是電力系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵因素，只有不斷完善智能變電站，才能進(jìn)一步發(fā)揮電力系統(tǒng)的重要作用，從而為我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展和人們生活水平的提高提供更好的服務(wù)。當(dāng)然，我國智能變電站的發(fā)展還處于初級階段，還有很多問題需要作進(jìn)一步的研究和分析，所以，我們必須加快腳步，對智能變電站進(jìn)行更深層次的研究，全面建設(shè)符合我國發(fā)展要求的智能電網(wǎng)。

[1]陸惠斌，張春合，陳曉宇，等.智能電子設(shè)備在變電站綜合自動(dòng)化中的應(yīng)用[J].江蘇電機(jī)工程，2005(2)

[2]張金江，郭創(chuàng)新，曹一家，等.變電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及其IEC模型協(xié)調(diào)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2009(20)

[3]劉偉，李江林，楊恢宏，等.智能變電站智能告警與輔助決策的實(shí)現(xiàn)[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2011(15)

2014-07-09

費(fèi)丹(1981—)，男，江西九江人，助理工程師，研究方向：智能變電站運(yùn)行與維護(hù)。