智能變電站技術(shù)及其對繼電保護(hù)的影響

曾鉉 韓健

【摘要】 智能變電站技術(shù)是電網(wǎng)體系中的重要支撐技術(shù)，直接影響到了繼電保護(hù)。本文結(jié)合實際，主要介紹了智能變電站技術(shù)的特點，并在此基礎(chǔ)上分析了智能變電站技術(shù)在電網(wǎng)系統(tǒng)中的架構(gòu)體系，并研究了智能變電站技術(shù)對繼電保護(hù)的影響。

【關(guān)鍵詞】 智能變電站技術(shù) 繼電保護(hù) 影響

在我國目前電力事業(yè)發(fā)展的形勢下，智能變電站技術(shù)作為變電站自動化技術(shù)的主要發(fā)展方向，逐漸成為電網(wǎng)體系建設(shè)中的核心內(nèi)容。近年來，我國加大了對智能變電站技術(shù)的實踐運用力度，為實現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)朝下一代更為先進(jìn)可靠的自動化和智能化技術(shù)發(fā)展提供了平臺，促進(jìn)了智能變電站技術(shù)在我國電力事業(yè)中的推廣與發(fā)展。

一、智能變電站技術(shù)概述

按照《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》可將智能變電站歸納為以下含義：合理運用先進(jìn)環(huán)保、運行穩(wěn)定的智能設(shè)備，提高變電站數(shù)字化和信息化水平，并按照要求自動完成信息采集、數(shù)據(jù)測量、運行控制、狀態(tài)監(jiān)測等工作，能有效實現(xiàn)變電站或電網(wǎng)之間互動調(diào)度的新型變電站。在電力系統(tǒng)自動化全球通用標(biāo)準(zhǔn)（ICE61850）的要求下，智能變電站充分體現(xiàn)了電力設(shè)備智能化、交互標(biāo)準(zhǔn)化、實用互動化等技術(shù)特點。其中，智能變電站建設(shè)要建立在一次設(shè)備智能化的基礎(chǔ)上，目前廣泛應(yīng)用的一次設(shè)備是在常規(guī)設(shè)備的基礎(chǔ)上結(jié)合智能組件所有成的，例如智能斷路器、變壓力等等。隨著光纖網(wǎng)絡(luò)和電子感應(yīng)器在智能變電站中的投入使用，實現(xiàn)了一次設(shè)備與二次設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸自動化，以及信息資源共享，弱化了傳統(tǒng)意義上的二次回路。此外，智能變電站設(shè)備之間的通信方式均符合ICE61850標(biāo)準(zhǔn)，即使設(shè)備制造商不同，但其生產(chǎn)的設(shè)備均要執(zhí)行統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，大大簡化了設(shè)備安裝與維護(hù)的工作流程。

二、智能變電站的體系架構(gòu)

智能變電站與傳統(tǒng)變電站相比，其繼電保護(hù)采用了過程層網(wǎng)絡(luò)為核心的架構(gòu)體系，統(tǒng)一執(zhí)行ICE61850標(biāo)準(zhǔn)。按照智能變電站的功能，從邏輯上可分為站控層、間隔層以及過程層，任何兩層之間分別構(gòu)成了站控層網(wǎng)絡(luò)和過程層網(wǎng)絡(luò)。從繼電保護(hù)的角度來看，站控層網(wǎng)絡(luò)的主要職能是負(fù)責(zé)傳輸整定值和文件，并負(fù)責(zé)對文件進(jìn)行修改、錄波、召喚等等；過程層網(wǎng)絡(luò)的負(fù)責(zé)傳輸采樣值、開關(guān)運行狀態(tài)信息、閉鎖、跳閘等信號。兩個系統(tǒng)在運行中的實效性與穩(wěn)定性，是智能變電站繼電保護(hù)所需要的基本性能。

在傳統(tǒng)變電站中，繼電保護(hù)有專門的采樣和命令信號通道，具有一定的延時性，而智能變電站繼電保護(hù)則采用以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的形式進(jìn)行采樣值和命令信號的通信傳輸。因此，智能變電站繼電保護(hù)運行中對過程層網(wǎng)絡(luò)有相當(dāng)高的依賴性，對其進(jìn)行合理的規(guī)劃設(shè)計和調(diào)度具有十分重要的意義。

三、智能變電站技術(shù)及其對繼電保護(hù)的影響

3.1信息數(shù)據(jù)和保護(hù)原理的影響

從變電站繼電保護(hù)的信息數(shù)據(jù)來看，智能變電站技術(shù)對其帶來的影響主要包括以下方面：1、電子感應(yīng)器代替了傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)器，使繼電保護(hù)元數(shù)據(jù)發(fā)生了很大的改變，主要針對于傳統(tǒng)電磁感應(yīng)器的算法和既定原則都需要進(jìn)行優(yōu)化和重新擬定；與傳統(tǒng)電磁感應(yīng)器相比，電子感應(yīng)器具有響應(yīng)速度和在線性度以及頻寬帶度等方面的優(yōu)勢，勢必會促進(jìn)繼電保護(hù)生成新的算法與原理。此外，電子感應(yīng)器還帶來了數(shù)據(jù)延時與同步的問題，也給繼電保護(hù)帶來了一定程度上的影響，因此，要對其進(jìn)行深入分析研究。2、在統(tǒng)一執(zhí)行ICE61850標(biāo)準(zhǔn)的情況下，二次信息需要進(jìn)行統(tǒng)一建模，給繼電保護(hù)的數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用帶來了很大改變，不同設(shè)備之間實現(xiàn)了交互式運行，大量數(shù)據(jù)信息實現(xiàn)了傳輸、存儲、挖掘，上述變革均給繼電保護(hù)帶來了新的保護(hù)原理和保護(hù)組態(tài)。3、改變了繼電保護(hù)的傳輸方式，從傳統(tǒng)的二次電纜連接傳輸變成以交換機(jī)和光纖為介質(zhì)的信息網(wǎng)絡(luò)傳輸，提升了跨間隔保護(hù)的靈活性和便捷性，促進(jìn)繼電保護(hù)新實現(xiàn)方法的產(chǎn)生。同時，網(wǎng)絡(luò)傳輸帶有一定幾率的數(shù)據(jù)延遲、亂碼、丟失等問題，這些都將成為繼電保護(hù)原理與算法研究的新課題。

3.2實現(xiàn)機(jī)制和調(diào)試維護(hù)的影響

智能變電站技術(shù)打破了傳統(tǒng)采樣、計算和出口一體化的形勢，而是將信息數(shù)據(jù)與保護(hù)對象和裝置分開運行，讓數(shù)據(jù)動態(tài)實現(xiàn)及時存儲，實行了不同系統(tǒng)數(shù)據(jù)之間的統(tǒng)一管理，極大提高了繼電保護(hù)設(shè)備以及過程網(wǎng)絡(luò)交互運行的便捷度，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息的有效共享，為功能組態(tài)遷移和廣域保護(hù)創(chuàng)設(shè)了數(shù)據(jù)信息交換平臺。此外，智能變電站技術(shù)還提高了繼電保護(hù)的可靠性。從調(diào)試和維護(hù)的角度來看，智能變電站技術(shù)實現(xiàn)了保護(hù)設(shè)備檢修工作的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，但目前智能變電站技術(shù)尚處于發(fā)展階段，ICE61850標(biāo)準(zhǔn)也存在理解上的差異，智能變電站的調(diào)試和運維工作面臨著巨大挑戰(zhàn)，繼電保護(hù)專業(yè)則是其中的重中之重。大部分智能變電站在投入使用后，運行單位往往還需要依靠原來的制造商和調(diào)試單位來實現(xiàn)變電站的調(diào)試維護(hù)，從而制約了智能變電站的推廣與發(fā)展。

結(jié)束語：智能變電站與傳統(tǒng)變電站相比具有高效率和可靠性的優(yōu)勢，符合電力系統(tǒng)朝自動化、信息化發(fā)展的目標(biāo)，但在運行過程中仍需要對智能變電站技術(shù)進(jìn)行不斷總結(jié)和提升，促進(jìn)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]蔡澤祥，王海柱.智能變電站技術(shù)及其對繼電保護(hù)的影響[J].機(jī)電工程技術(shù)，2012，20（5）：1-4.