智能变电站技术及其应用

(整期优先)网络出版时间:2021-02-25
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智能变电站技术及其应用

张长川

扬子石油化工有限公司 江苏省南京市 210048

摘要:现阶段,智能变电站在具体发展过程中,对设备和控制技术方案的依赖性较强,作为未来的主要发展方向,加强这两个方面的建设,可以让变电站的整体技术实现跨越式的发展。随着国家科学技术的发展,智能电网是未来的发展方向,而智能变电站建设将会成为最大的推动力。因此,需要进一步探讨分析智能变电站控制发展技术。

关键词:智能变电站技术及其应用

1导言

现阶段,智能化变电站是国内发展热点,也是电力系统综合自动化发展的新路径。在统一平台、信息共享、自动化控制的前提之下,通过合理运用较为先进的、性能全面的、污染度较低的智能设备,自动达成数据搜集、重点测量、故障控制、关键点保护、实时监测等任务,同时创设了电网支持的在线分析、决策、控制及调适功能于一体的高级变电站。由此观之,智能化变电站的建设是一个艰难的系统工程。

2智能变电站的概述

从当前乃至今后变电站的发展趋势来看,智能变电站属于主流发展趋势,智能变电站能够采用集成化、先进可靠及低碳环保的智能化设备,通过计算机技术、通信技术以及数字化技术等一系列先进的技术手段,实现信息的收集、测量及计量、控制以及检测等多功能的自动化,并且还能够支持自动控制、互动协调、实时决策分析以及智能协调等诸多功能的智能化变电站。智能变电站集聚了诸多先进技术成果,具有信息数字化、信息共享标准化、通信平台的网络化,以及高级应用的互动性等突出特征,在当前电力系统中发挥着重要的作用。

3智能化变电站的系统结构

在整个电网系统的发展历程中,关于智能化的关键点必然是变电站的智能化发展。目前,国家电网提出了统一规划,计划至2020年实现全面建成统一、坚强智能电网的总目标。就智能化边间系统而言,其运行结构继承了分层分布式变电站的优势,再加上新型传感器、智能操作箱技术以及IEC61850协议的利用,加速了智能化变电站的系统结构的变化。现阶段,大致可以将自动化系统划分为站控层、间隔层、过程层三层。其中,站控层又包括自动化的站级监控、站内控制、通信通讯、对时等子系统,拥有面向全站设备的监测、控制、告警及信息交互功能,可以完成数据收集、监视控制、操作闭锁、电能采集、保护信息、资源管理等多种任务。间隔层主要包括保护、故障、录波、计量等子系统。一般情况下,它存在于每个间隔层的配置接口处,实现一个间隔数据后的二次使用,满足智能传感器、自动控制器、远程输入、远程输出之间的通信需求。特别是控制站里面的监控系统遭到外力刺激或设备损毁的条件下,该系统依然能够保持独立自主的内部控制机能,层内的设备不会失去控制,并保持相关设备稳定运行状态,严格意义上来说,它属于一种二次保护措施。过程层则是包括变压器、断路器、隔离开关、电流电压互感器等一次设备及其所属的智能组件以及部分独立的智能电子设备。这一层的主要职能是实时记录电气量数据、监测设备运行状态、执行控制命令等一系列任务。

4智能变电站技术及其应用

4.1电子式互感器

首先,从过渡型的角度看,智能化电站的站控层和间隔层已经实现智能化,而过程层仍然采用常规电磁型互感器。这一模式的优点是信息和通信符合最新的国际标准,既能实现信息与数据的共享,又具备良好的交互操作性,很大程度上减少了二次电缆。另外,该模式还能通过网络实现部分传统的保护与控制职能,且二次设备兼具传统优势和现代技能,实践性极强,特别适合正在改造或者仍然延用老式设备的变电站。不过,这一模式下的第三层并未实现模拟化及智能化的数据采集。其次,从实用型的角度看,智能化变电站主要运用了电子式互感器,站控层与间隔层实现了全部智能化,过程层也实现了基本智能化。这一模式的优点是过程层的海洋数据满足实时共享需求,能够节省电缆的利用量,能够简化二次接线工程。不过,过程层里面的依次设备并未到达智能化标准,说明当前国内应用电子互感器的技术并不成熟,且该技术的普及成本较高,大规模的建设与利用压力较大。

4.2电气化铁路

随着经济社会的发展,有效推动了交通网络的发展,不断增加铁路修建规模,而此时智能变电站技术的应用,不仅可以推动电气化铁路的发展,而且还可以推动我国经济建设的发展。在电气化铁路建设过程中,可以将电力远动系统安装在所有的铁路干线上,其可以通过切换远程监控、远程遥控、远程调节和远程通讯功能来实时了解和掌控铁路运行状态。实际上,智能化变电站技术是在传统综合自动化技术的基础上发展起来的一项新型技术手段,具有更理想的应用效果。同时,为了使智能变电站技术的优势得到更好的发挥,还需要结合我国铁路行业的特点来对其进行改革和创新,这样既能够提高铁路的牵引能力和供电能力,而且还可以推动我国铁路行业的发展。

4.3智能变电站的测控技术应用

测控技术是保证智能变电站自动化系统稳定运行的关键性技术,从目前来看,不同电压等级变电站在测控配置上均存在一定的差别,因此,必须要对测控技术方案进行科学的设计。首先,以某110kV智能变电站为例,该变电站在测控网络上选择了非常规互感器。非常规互感器在智能变电站中的应用可以有效避免输出失真、短路或开路问题,为电力系统的各项功能实施奠定良好的基础,创造便捷的应用。在实际发展过程中,非常规互感器的应用可以提高智能变电站的信息化、数字化水平,切实提高电气量测量的精准性。不仅如此,非常规互感器还能够有效增强系统的抗干扰能力,让继电保护性能等到稳定有效的落实。就目前来看,智能变电站的测控技术功能方式还较为单一,因此一些变电站将PMU和测控功能进行整合,在一定程度上丰富了功能性。但是这种方式,并没有实现统一网口和规约传输,因此并不是真正的融合。在芯片集成技术、电力电子技术不断发展的过程,未来测控网络还会得到进一步发展,运行环保性也会得到提高。

其次,为了进一步保证变电站运行可靠性,构建出安全可靠的通信网络,在引进了IEC61850通信规约,以此创建高可靠性的通信媒介。传统变电站中信息交互能力差,信息孤岛问题非常明显,而在IEC61850通信规约应用后,信号之间的阐述更加稳定。借助信息平台系统和一体化监控平台,功能集成性得到大幅度提高。智能变电站中的各项装置实现了无缝通信,安全操作水平提高,管理人员和机械设备之间互动性大幅度增强。此外,信息的智能分析和综合处理得到了根本上的提高,能够有效支持智能变电站实现安全操作,同时满足工作人员和变电站之间的互动需求。

最后,作为智能变电站的测量装置,是维持变电站运行安全的重要设施,可以根据电气设备的实际运行需求和功能作用,灵活配置,在智能组件下实现集成化设计或者分散式设计,需要根据具体变电站的实际情况进行选择。以集中式测控发展为例,在智能组件的作用下,测控功能得以稳定运行,有效规避了信息传输风险性,是未来主要的发展趋势之一。

5结束语

总之,对于智能电网的建设问题来说,智能变电站既是核心又是基础,所谓“核心”是指它是现代电网系统安全性、高效性、便捷性的支撑,所谓“基础”是指它是整个电网系统当中的基础组成部分。在未来,我们仍然要倡导变电技术的更新换代,更要积极融合新的发展理念和新模式去改变传统变电站建设观念。

参考文献:

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