【導(dǎo)讀】智能變電站是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)的基本前提和關(guān)鍵所在。本文分析智能電網(wǎng)的。配電、用電以及調(diào)度這六個(gè)環(huán)節(jié)之一，其智能化是構(gòu)筑智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)。隨著電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展和電網(wǎng)的大規(guī)?；ヂ?lián)，對(duì)變電站的功能提出了更高的要求。劇，變電站無(wú)人值班要求越來(lái)越高的今天，文章具有一定的指導(dǎo)意義。智能電網(wǎng)是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)，隨著電力需求的高度增加，數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，客戶對(duì)電網(wǎng)質(zhì)量要求逐

　　

【正文】 都是有廠家自己的特點(diǎn)，各個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集格式、數(shù)據(jù)的二次處理和數(shù)據(jù)的傳輸格式都 無(wú)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，這就導(dǎo)致了目前變電站內(nèi)數(shù)據(jù)信息。系統(tǒng)的具有很大的局限性： (l) 數(shù)據(jù)格式和通信規(guī)約不統(tǒng)一。保護(hù)測(cè)控裝置的互操作和其他二次系統(tǒng)的 (如電源系統(tǒng) )數(shù)據(jù)信息交換必須經(jīng)過(guò)規(guī)約轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)。這既不可靠也不安全。 (2) 數(shù)據(jù)分散且重復(fù)采集。常規(guī)變電站配備的測(cè)控裝置對(duì)同一物理量存在重復(fù)采集。同時(shí)精度還可能不同。并且以不同的格式存儲(chǔ)在不同的裝置內(nèi)。造成計(jì)算機(jī)資源的重復(fù)浪費(fèi)。而且這些數(shù)據(jù)在應(yīng)用時(shí)還存在以誰(shuí)為主的問(wèn)題。簡(jiǎn)單的例子就是所用電的電流電壓的采集。所用電系統(tǒng)本身就自帶有測(cè)控。而變電站系統(tǒng)又存在所用電 測(cè)控裝置。而這兩個(gè)測(cè)控系統(tǒng)分別接的是不同的 CT 和 PT。在變電站的實(shí)際運(yùn)行中。對(duì)于這兩個(gè)地點(diǎn)測(cè)出的不同的電壓電流量便出現(xiàn)了一個(gè)如何取舍的問(wèn)題。 (3) 數(shù)據(jù)傳輸接口種類(lèi)雜而多。接線錯(cuò)綜復(fù)雜?？煽啃圆皇呛芨?。 這些問(wèn)題直接影響了變電站數(shù)據(jù)交換的速度和質(zhì)量。并制約了變電站自動(dòng)化智能變電站關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用研究 19 技術(shù)的水平的發(fā)展。由于變電站內(nèi)數(shù)據(jù)信息量規(guī)模巨大。同時(shí)電力系統(tǒng)的生產(chǎn)。傳輸。分配。消費(fèi)都是實(shí)時(shí)進(jìn)行的。智能變電站的數(shù)據(jù)交換首先應(yīng)建立一個(gè)安全可靠的有統(tǒng)一規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)信息交換平臺(tái)。為不同系統(tǒng)之間的信息共享提供技術(shù)支撐。各個(gè)智能化變電站高級(jí)應(yīng) 用系統(tǒng)都能利用一體化信息交換平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)對(duì)各個(gè)高級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)透明共享?？鐢?shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)的交換。智能變電站的數(shù)據(jù)采集對(duì)象主要是來(lái)自變電站內(nèi)一次設(shè)備的各種狀態(tài)的實(shí)時(shí)的參數(shù)。也會(huì)有一些對(duì)時(shí)間要求不是很高的數(shù)據(jù)信息 (主要是電能計(jì)量。電能質(zhì)量。負(fù)荷控制等 )。 智能變電站的一體化信息平臺(tái)發(fā)將數(shù)據(jù)統(tǒng)一進(jìn)行采集以后。對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。按功能需求分類(lèi)發(fā)送到變電站各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)。如自動(dòng)化系統(tǒng)。智能輔助控制系統(tǒng)。智能告警及故障信息綜合分析決策系統(tǒng)和設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)等。各個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)在接收到數(shù)據(jù)以后。根據(jù)各個(gè)系統(tǒng)的特點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處 理。并將數(shù)據(jù)分析所得的結(jié)果。進(jìn)行最優(yōu)化選擇并執(zhí)行。 在智能變電站中所有數(shù)據(jù)的傳輸都通過(guò)光纖網(wǎng)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)。每一個(gè)保護(hù)測(cè)控裝置。自動(dòng)化裝置。智能終端和數(shù)據(jù)庫(kù)都是數(shù)據(jù)以太網(wǎng)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，有固定的地址可以訪問(wèn)。 智能變電站一體化信息平臺(tái)主要由各個(gè)智能終端、測(cè)控裝置、同步時(shí)鐘源、一體化信息主機(jī)以及站內(nèi)交換機(jī)等部分組成，如圖 所示。 各智能終端和測(cè)控裝置完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)一次設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的數(shù)字化采集和標(biāo)準(zhǔn)化傳輸，同步時(shí)鐘源為全站提供了一個(gè)統(tǒng)一穩(wěn)定的同步時(shí)鐘信號(hào)，并通過(guò)各智能終端和測(cè)控裝置對(duì)數(shù)據(jù)信息附加上時(shí)標(biāo)，站內(nèi)一體化信息主 機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)站內(nèi)各智能終端和測(cè)控裝置數(shù)據(jù)的統(tǒng)一化管理，為站內(nèi)各種高級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)提供一個(gè)開(kāi)放的可靠的數(shù)據(jù)信息，所有繼電保護(hù)設(shè)備和自動(dòng)化裝置都可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)接口與站內(nèi)一體化信息主機(jī)連接。 智能變電站關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用研究 20 圖 一體化平臺(tái)結(jié)構(gòu) 智能化 隨著基于光學(xué)或電子學(xué)原理的電子式互感器和智能斷路器的使用，常規(guī)模擬信號(hào)和控制電纜將逐步被數(shù)字信號(hào)和光纖代替，測(cè)控保護(hù)裝置的輸入輸出均為數(shù)字通信信號(hào)，變電站通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步向現(xiàn)場(chǎng)延伸，現(xiàn)場(chǎng)的采樣數(shù)據(jù)、開(kāi)關(guān)狀態(tài)信息能在全站甚至廣域范圍內(nèi)共享。 根據(jù)新修訂的《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》，智能化 變電站的改造必須采用先進(jìn)的、質(zhì)量穩(wěn)定可靠的傳感器、通信技術(shù)、控制和智能等技術(shù)，以一次設(shè)備參數(shù)的數(shù)字化和標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化信息平臺(tái)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)變電站實(shí)時(shí)全景 (電壓、電流、頻率、有功、無(wú)功 )的監(jiān)測(cè)、自動(dòng)運(yùn)行控制及與站外系統(tǒng)協(xié)同互動(dòng)等功能，達(dá)到提高變電可靠性。其目標(biāo)為可靠、經(jīng)濟(jì)、兼容性強(qiáng)，并具有一次設(shè)備智能化、信息交換標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)高度集成化、運(yùn)行控制自動(dòng)化、保護(hù)控制協(xié)同化、分析決策在線化等技術(shù)特征。 為了適應(yīng)智能電網(wǎng)和智能變電站的發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合一次設(shè)備智能化的發(fā)展目標(biāo)，本次變電站智能化設(shè)計(jì)的第一步是保證一次設(shè)備的智能 化，即使用所謂的智能一次設(shè)備。一次設(shè)備的智能化首先是保證數(shù)字化，包括輸入信號(hào)的電壓互感器和電流互感器，實(shí)現(xiàn)就地的信號(hào)數(shù)字化，減少模擬量傳輸 。借鑒國(guó)際和國(guó)內(nèi)的設(shè)備情況和電網(wǎng)的運(yùn)行情況， 220kV 部分選用西開(kāi)生產(chǎn)的電子式電流互感器、電子式電壓互感器和電子式電流電壓互感器， 110kV 部分選用 GIS 用的電子式電流互感器、電子式電壓互感器和電子式電流電壓互感器， 35kV部分選用 GIS 用的電子式電流互感器、電子式電壓互感器和電子式電流電壓互感器。 根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》、《變電站智能化改造技術(shù)規(guī)范》對(duì)原智能變電站關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用研究 21 有 220kV 傳統(tǒng)變電站進(jìn)行智能化改造。由于目前“一次設(shè)備技術(shù)”與“二次設(shè)備技術(shù)”融合相對(duì)困難 ,智能變電站改造按《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》采用“三層兩網(wǎng)”分層設(shè)計(jì)。將過(guò)程層與間隔層進(jìn)行分層設(shè)計(jì)。就地的智能匯控柜僅安裝“合并單元”、“智能終端”、“在線監(jiān)測(cè)功能組”。測(cè)量、控制、保護(hù)、故障錄波功能還是安裝在控制室單獨(dú)組屏。過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)與站控層網(wǎng)絡(luò)釆用“雙備份光纖以太網(wǎng)”并配有 GPS 對(duì)時(shí)網(wǎng)。改造后的智能變電站設(shè)計(jì)方案如圖 所示。 圖 改造后智能變電站結(jié)構(gòu)圖 變電站智能化一次設(shè)備采用 IEC61850 標(biāo)準(zhǔn)的信息接口 ，使智能一次設(shè)備成為各種智能單元的接入平臺(tái)，同時(shí)作為智能單元測(cè)量和控制等信號(hào)的應(yīng)用終端，為二次設(shè)備智能化提供必要的硬件條件。 5 結(jié) 論 隨著能源問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題的日益突出，電力系統(tǒng)應(yīng)該給用戶提供更加環(huán)保，更加智能的清潔能源，智能電網(wǎng)的建立有利于幫助人們實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展，有利于提電網(wǎng)的靈活性和兼容性，有利于抵御日益頻繁的自然災(zāi)害和外界干擾，智能變電站關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用研究 22 降低運(yùn)營(yíng)成本，促進(jìn)節(jié)能減排。在智能變電站的建設(shè)過(guò)程中，勢(shì)必對(duì)變電站的二次系統(tǒng)的構(gòu)架，高級(jí)應(yīng)用進(jìn)行整合和提高，全面實(shí)現(xiàn)變電站的信息化數(shù)字化、自動(dòng)化和互動(dòng)化。 數(shù)字化 建設(shè)的優(yōu)點(diǎn)： IEC61850 的應(yīng)用帶來(lái)變電站物理結(jié)構(gòu)和調(diào)試的變化和優(yōu)點(diǎn)： 數(shù)據(jù)的共享通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換完成，解決了傳統(tǒng)變電站智能裝置間難以實(shí)現(xiàn)的信息共享和互操作性； IEC61850 標(biāo)準(zhǔn)采用了最新的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，借助于高帶寬、高效率的網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)，改變了過(guò)去按點(diǎn)孤立傳送信息的模式，使信息按對(duì)象整體傳送，不僅使通信更有效率，也使信息更加全面，為變電站實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、信息化奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)網(wǎng)絡(luò)化的通信平臺(tái)簡(jiǎn)化了二次回路的設(shè)計(jì)，減少了二次電纜的使用，使變電站的建設(shè)更經(jīng)濟(jì)，更環(huán)保。 IEC61850 解決了過(guò)去變電站內(nèi) 、變電站與遠(yuǎn)方調(diào)度中心間存在的多種協(xié)議不一致帶來(lái)的調(diào)試?yán)щy、容易出錯(cuò)、難以維護(hù)的問(wèn)題，為變電站自動(dòng)化系統(tǒng)整體實(shí)現(xiàn)無(wú)縫通信奠定了基礎(chǔ)，采用 IEC61850 標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備之間互操作性好，調(diào)試維護(hù)難度低。 IEC61850 標(biāo)準(zhǔn)還通過(guò)了工程配置的標(biāo)準(zhǔn)化，提高工程調(diào)試的安全性、可靠性，可以有效縮短工程調(diào)試的周期。數(shù)字化站系統(tǒng)集成商根據(jù) SSD 文件和各廠家 ICD文件，通過(guò) SCD 配置工具生成變電站的數(shù)據(jù)文件 SCD 文件，后臺(tái)監(jiān)控支持 SSD 文件生成一次接線圖和聯(lián)閉鎖關(guān)系，各個(gè)廠家使用 SCD 文件生成 CID 文件、 GOOSE 文本、 SMV 文本直接下載，不需要二次修改配置，提高了數(shù)字化站實(shí)施的效率和正確率。 由于全站取消了所有控制電纜和信號(hào)電纜，代之以光纖，大大節(jié)省了有色金屬并便于施工； 由于采用了智能終端和 GIS 智能控制技術(shù)，節(jié)約了大量的電力電纜和控制電纜；由于智能化變電站信息平臺(tái)是開(kāi)放的統(tǒng)一的，可以避免設(shè)備的重復(fù)投入，比如測(cè)量 TA、保護(hù) TA、計(jì)量 TA、差動(dòng) TA 等多組互感器現(xiàn)在只需要一組電子式互感器就可以解決； 智能化一次設(shè)備布置緊湊，減少了占地面積；采用智能一次設(shè)備所有功能均可遙控實(shí)現(xiàn)，通信系統(tǒng)傳輸?shù)男畔⒏暾ㄐ诺目煽啃?和實(shí)時(shí)性都大幅度提高； 智能化變電站安裝調(diào)試簡(jiǎn)便，大大縮短了建設(shè)周期；數(shù)字化變電站非常方智能變電站關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用研究 23 便實(shí)現(xiàn)設(shè)備在線檢測(cè)，為實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修創(chuàng)造了條件，它將大大提高了設(shè)備的使用效率，縮短停電時(shí)間，帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。 智能化變電站作為變電站的發(fā)展方向，主要解決現(xiàn)有變電站可能存在的以下問(wèn)題：傳統(tǒng)互感器的絕緣、飽和、諧振等；長(zhǎng)距離電纜、屏間電纜；通信標(biāo)準(zhǔn)等。 智能化變電站與傳統(tǒng)變電站相比，主要需對(duì)過(guò)程層和間隔層設(shè)備進(jìn)行升級(jí)，將一次系統(tǒng)的模擬量和開(kāi)關(guān)量就地?cái)?shù)字化，用光纖代替現(xiàn)有的電纜連接，實(shí)現(xiàn)過(guò)程層設(shè)備與間隔層設(shè)備之間的通信。 本文從智能變電站與數(shù)字化 變電站區(qū)別 入手，討論了 智能變電站的概念及兩者的不同并對(duì) 智能變電站技術(shù)現(xiàn)狀 以及 智能變電站的特征和結(jié)構(gòu) 進(jìn)行了探討，詳細(xì)的討論了 智能變電站標(biāo)準(zhǔn)化、信息化、一體化、智能化四個(gè)部分的關(guān)鍵技術(shù)的內(nèi)容，最后對(duì)全文進(jìn)行了總結(jié)與展望，但由于智能變電站建設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，未來(lái)高級(jí)應(yīng)用技術(shù)也會(huì)隨著智能變電站相關(guān)技術(shù)和裝備的開(kāi)發(fā)而發(fā)展。在橋頭變的工程實(shí)踐，一二次設(shè)備整合存在問(wèn)題，導(dǎo)致一些智能變電站技術(shù)無(wú)法應(yīng)用，所以一二次設(shè)備的融合是未來(lái)智能變電站的一個(gè)發(fā)展方向，同時(shí)未來(lái)的智能變電站之間的數(shù)據(jù)交換平臺(tái)技 術(shù)，不能局限于變電站內(nèi)，還應(yīng)實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)數(shù)據(jù)的共享，為全網(wǎng)智能控制技術(shù)打下基礎(chǔ)。但由于筆者水平有限，許多有關(guān)智能變電站的問(wèn)題在文章不能一一探討，論文還有許多缺點(diǎn)與不足，歡迎批評(píng)指正。 智能變電站關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用研究 24 參考文獻(xiàn) [1] 康重慶 ,陳啟鑫 ,夏清 .低碳電力技術(shù)的研究展望 [J]. 電網(wǎng)技術(shù) (2):17. 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