變電站的智能化建設(shè)探究

朱祥祎

摘 要：智能變電站因?yàn)槠湎冗M(jìn)的數(shù)字化和信息化優(yōu)勢(shì)，在提高變電站供電效率上具有傳統(tǒng)變電站無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。本文分別對(duì)智能變電站的系統(tǒng)組成進(jìn)行了分析，然后對(duì)變電站的智能化建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：智能變電站；系統(tǒng)組成；關(guān)鍵技術(shù)；

文章編號(hào)：1674-3520（2015）-08-00-01

智能變電站是在原有變電站的基礎(chǔ)之上，基于先進(jìn)的信息科學(xué)技術(shù)，利用可靠的設(shè)備實(shí)現(xiàn)供電的智能化集成，信息的數(shù)字化的處理和控制。智能化變電站，是對(duì)傳統(tǒng)變電站的一種創(chuàng)新，是一種新型的變電模式，從變電站的修建到變電站的維護(hù)等環(huán)節(jié)，都需要運(yùn)用全新的技術(shù)手段和設(shè)備工具。在智能化變電站中，需要依靠互感器內(nèi)部的信息采集回路來(lái)完成，當(dāng)互感器內(nèi)部的任一回路出現(xiàn)問(wèn)題后，整個(gè)數(shù)據(jù)采集工作就會(huì)失去意義，極易造成信息失效。因此，需要對(duì)智能變電站的系統(tǒng)組構(gòu)進(jìn)行分析，做好變電站智能化關(guān)鍵技術(shù)的落實(shí)。

一、智能變電站的系統(tǒng)組構(gòu)

智能變電站設(shè)備的信息，操作和維護(hù)政策和電力調(diào)度綜合互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)基于狀態(tài)的綜合優(yōu)化整個(gè)生命周期管理，實(shí)現(xiàn)共享網(wǎng)格操作數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集和支持網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)控制，智能調(diào)整和各種先進(jìn)的應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)各級(jí)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。監(jiān)控和保護(hù)是智能化變電站建設(shè)所需要的兩大功能，這是根據(jù)智能化、自動(dòng)化系統(tǒng)的要求來(lái)實(shí)現(xiàn)的。智能變電站劃分為三層兩網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，三層是指站內(nèi)邏輯控制層、過(guò)程層、間隔層三層。兩網(wǎng)是指GOOSE網(wǎng)和SV網(wǎng)兩網(wǎng)，站控層和間隔層之間的網(wǎng)絡(luò)為站控層網(wǎng)絡(luò)，間隔層與過(guò)程層之間的網(wǎng)絡(luò)定義為過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)。

（一）過(guò)程層。過(guò)程層的出現(xiàn)在三層網(wǎng)絡(luò)之中的作用是顯而易見(jiàn)的，它對(duì)于智能變電站來(lái)說(shuō)是十分重要的，如果說(shuō)沒(méi)有過(guò)程層的出現(xiàn)，智能變電站的許多高級(jí)功能的應(yīng)用就不可能實(shí)現(xiàn)。過(guò)程層是IEC61850標(biāo)準(zhǔn)中提出的新概念，過(guò)程層為電氣一次設(shè)備和電氣二次設(shè)備的兩者結(jié)合面，其中包括智能斷路器、繼電保護(hù)等，這些設(shè)備的作用主要是配合一次設(shè)備來(lái)完成相應(yīng)的功能。智能組件是由多個(gè)智能電子裝置進(jìn)行組合而形成的，對(duì)主設(shè)備進(jìn)行相關(guān)的測(cè)量、控制設(shè)備的運(yùn)行和進(jìn)行設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行的檢測(cè)等相應(yīng)的設(shè)備。

（二）間隔層。間隔層的出現(xiàn)對(duì)于智能變電站的發(fā)展起到了推動(dòng)的作用，它能夠在很大程度上實(shí)現(xiàn)利用本間隔數(shù)據(jù)檢測(cè)和保護(hù)判斷本間隔設(shè)備。智能變電站設(shè)置有室外開(kāi)關(guān)控制柜內(nèi)安裝和放置了保護(hù)裝置和測(cè)控裝置，這樣的一個(gè)設(shè)計(jì)與普通變電站內(nèi)的一次開(kāi)關(guān)裝置與相關(guān)的保護(hù)控制二次裝置兩者之間需要數(shù)量十分大的電纜。用以太網(wǎng)的連接方式來(lái)實(shí)現(xiàn)間隔層設(shè)備和站控層設(shè)備的通信方式，智能變電站在電纜的使用方面有很大的節(jié)約作用，降低了成本。

（三）站控層。站控層的主要作用是對(duì)站內(nèi)的間隔層設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)對(duì)站內(nèi)的一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程的控制中心、相關(guān)的工程師站和人機(jī)界面進(jìn)行信息的通信功能。站控層主要包含遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)、繼電故障保護(hù)信息系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和操作員工作站、維修工程師站。在多臺(tái)計(jì)算機(jī)中或是嵌入式裝置之中分布實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的共享化，智能變電站的數(shù)據(jù)源要實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的且有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)作為依據(jù)，讓所有智能設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)更進(jìn)一步的相互連通。

二、關(guān)鍵技術(shù)分析

（一）功能應(yīng)急系統(tǒng)建設(shè)。雖說(shuō)智能化變電站的運(yùn)行比較安全與系統(tǒng)化，但還是會(huì)發(fā)生一些緊急的狀況與難以處理的問(wèn)題，如果問(wèn)題發(fā)生，導(dǎo)致的損失是十分大的。為了確保變電站工作的運(yùn)行正常，在建設(shè)過(guò)程中必須要建立有關(guān)的功能應(yīng)急系統(tǒng)，還要進(jìn)行定時(shí)的檢測(cè)，從而確保其正常的工作。建立功能應(yīng)急系統(tǒng)的時(shí)候，要使用面向間隔的準(zhǔn)則對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)以及一、二次智能設(shè)備進(jìn)行正確的分配，注重把主保護(hù)與備用保護(hù)相隔離或建立雙重的保護(hù)屏障，進(jìn)而確保屏幕的分界更清楚并且對(duì)軟、硬件起到合理的隔離效果，能夠更好地對(duì)設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行保護(hù)，使得變電站的維護(hù)更便利與高效。

（二）設(shè)備運(yùn)行保障建設(shè)。智能化一次設(shè)備是智能變電站中非常重要的一部分，其運(yùn)行的質(zhì)量對(duì)變電站的運(yùn)行質(zhì)量影響作用大，怎樣確保一次設(shè)備的功能性與穩(wěn)定性是智能變電站建設(shè)中要特別重視的。一次設(shè)備有著很高的自動(dòng)化特征，不論是信息的傳輸協(xié)議還是全程監(jiān)控是沒(méi)有人進(jìn)行控制。其可以有效的確保變電的功效，還能對(duì)發(fā)生情況的輸電線路進(jìn)行合理、快速的修復(fù)，進(jìn)而整個(gè)變電站能夠更加有效安全的運(yùn)行。在智能變電站建設(shè)的過(guò)程中，要特別重視把一次設(shè)備和CPU以及光電感應(yīng)互相的整合，使它能夠有效的執(zhí)行命令與數(shù)據(jù)。

（三）通信建設(shè)。根據(jù)GPS的系統(tǒng)功能在整個(gè)站內(nèi)實(shí)現(xiàn)同步對(duì)鐘，若能達(dá)到這樣的要求，在地面采集同步時(shí)鐘信號(hào)，通過(guò)光纖傳輸裝置與衛(wèi)星的pps誤差進(jìn)行調(diào)整，使同步達(dá)到十分精確的程度，實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步對(duì)鐘。通信系統(tǒng)應(yīng)采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議與主站通信；能夠抵御網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可能發(fā)生的突發(fā)狀況，不會(huì)因?yàn)橐恍┪⑿〉墓收隙瓜到y(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重的問(wèn)題，系統(tǒng)要求具備防御病毒攻擊及傳播的能力。為了對(duì)此進(jìn)行處理，變電站能運(yùn)用單元化的管理方式，依照網(wǎng)絡(luò)層和物理層來(lái)隔離管理。同時(shí)，還要對(duì)傳感器與光纜等數(shù)量較多的元器件運(yùn)用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的控制，各個(gè)原件使用特定的代碼對(duì)信息進(jìn)行管理與儲(chǔ)存。在此過(guò)程中能夠運(yùn)用GPS定位或SIM卡的方式，達(dá)到單元化的管理。

（四）安保系統(tǒng)建設(shè)。智能化變電站的科技設(shè)備非常多，并通信繁雜，倘若不進(jìn)行好的管理，就會(huì)發(fā)生信號(hào)不穩(wěn)固的情況，有時(shí)還會(huì)發(fā)生不真實(shí)的問(wèn)題，影響變電站的運(yùn)行。對(duì)于智能變電站二次系統(tǒng)的相關(guān)安全防護(hù)要做到嚴(yán)格的要求，從監(jiān)控系統(tǒng)、防護(hù)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)這三者的基本防護(hù)角度出發(fā)我們應(yīng)該做到，首先對(duì)站內(nèi)的設(shè)備的突發(fā)故障、設(shè)備間信息傳輸要做到實(shí)時(shí)監(jiān)控；其次對(duì)于站內(nèi)存在的消防安全隱患于未然，應(yīng)該安裝防患災(zāi)害發(fā)生的安全系統(tǒng)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)測(cè)量及報(bào)警系統(tǒng)；最后對(duì)于照明系統(tǒng)來(lái)講，盡量做到綠色環(huán)保、節(jié)能并實(shí)現(xiàn)其智能化，配備相應(yīng)的應(yīng)急安全燈，在有經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)和科研開(kāi)發(fā)能力的條件下，盡量開(kāi)發(fā)出太陽(yáng)能照明和水能照明設(shè)施來(lái)滿足復(fù)雜條件下的站內(nèi)供電。

三、結(jié)語(yǔ)

智能化變電站在我國(guó)供電領(lǐng)域中的使用時(shí)間及發(fā)展時(shí)間比較短暫，在國(guó)家政策的扶持下，我國(guó)國(guó)內(nèi)部分大專院校、科研院都已增設(shè)了針對(duì)于智能化變電站的研究基地，變電站智能化下一步的發(fā)展方向?qū)⑹窃谕ㄐ欧€(wěn)定性的進(jìn)一步提高方面。

參考文獻(xiàn)：

[1]蒲偉，馬澤菊.智能變電站二次設(shè)計(jì)探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào).2011（34）

[2]鄧敬華，董正坤，丁少平.220kV變電站智能化改造方案分析[J].河北電力技術(shù).2011（06）

[3]郭榮榮.智能化變電站方面的若干問(wèn)題研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用.2012（21）