新一代智能變電站層次化保護(hù)控制系統(tǒng)及可靠性評估

張杰愷　賀勝　鄭曉玲　穆子龍　陳科

摘 要：在當(dāng)前我國社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的影響下，人們對于電力系統(tǒng)的需求越來越高，而變電站也在順應(yīng)時代的發(fā)展，不斷地更新。新一代智能變電站將層次化保護(hù)控制系統(tǒng)進(jìn)行了一定更新。對新一代智能變電站的層次化保護(hù)控制系統(tǒng)及其自身的可靠性評估進(jìn)行了詳細(xì)的分析和研究。

關(guān)鍵詞：智能變電站；保護(hù)控制系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；信息交互

中圖分類號：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.21.117

為了能夠充分滿足當(dāng)前各行各業(yè)對于電力的需求，電力系統(tǒng)需要不斷提高自身的供電能力，保證滿足現(xiàn)代人對于電力的個性化需求。電力系統(tǒng)當(dāng)中的各個元件在實(shí)際的運(yùn)行過程中，會由于一些外力或者是其他原因?qū)е缕渥陨聿荒軌蛞恢北３终＿\(yùn)行的狀態(tài)，所以需要電力系統(tǒng)繼電保護(hù)給其建立一個良好的安全保證體系。而在實(shí)際的操作過程中，電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)任務(wù)主要包括兩方面：①在整個系統(tǒng)的范圍內(nèi)實(shí)行有效的控制，保證將一些故障因素能夠及時地解決，避免其他元件受到影響；②如果反映電力的設(shè)備如果處于不正常的運(yùn)行狀態(tài)，就需要及時的對其進(jìn)行信號的發(fā)射，保證其自身的安全性。在實(shí)際的操作過程中，由于很多裝置之間并沒有進(jìn)行有效的協(xié)調(diào)，導(dǎo)致出現(xiàn)了很多問題，無法有效降低系統(tǒng)的故障發(fā)生率。針對這種情況，新一代智能變電站當(dāng)中就相對應(yīng)地提出了層次化的保護(hù)控制系統(tǒng)，結(jié)合當(dāng)前的信息科技技術(shù)，對其進(jìn)行有效、全面的保護(hù)。這樣不僅能夠提高保護(hù)控制系統(tǒng)的整體性能，而且還能夠保證其自身的安全質(zhì)量。

1 層次化保護(hù)控制系統(tǒng)

新一代智能變電站層次化保護(hù)控制系統(tǒng)是一項(xiàng)全新的控制保護(hù)系統(tǒng)，能夠在一定程度上對當(dāng)前的電力供電行業(yè)進(jìn)行全方位的保護(hù)，從根本上提高保護(hù)控制系統(tǒng)的整體性能，保證變電站的正常、安全運(yùn)行。層次化保護(hù)控制系統(tǒng)是指綜合應(yīng)用電網(wǎng)全網(wǎng)的數(shù)據(jù)信息，通過一些分布或者是協(xié)調(diào)管理的功能配制，不僅能夠充分地實(shí)現(xiàn)時間維度，而且能夠最大限度地實(shí)現(xiàn)空間維度與功能維度之間的有效配合，從而從根本上提高繼電保護(hù)的性能及其自身的安全運(yùn)行能力，從整體上順利、有效地展開和應(yīng)用層次化保護(hù)控制系統(tǒng)。層次化保護(hù)控制系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 層次化保護(hù)控制系統(tǒng)架構(gòu)圖

2 層次化保護(hù)控制系統(tǒng)的功能配置

在新一代智能變電站層次化保護(hù)控制系統(tǒng)應(yīng)用的過程中，就地極的保護(hù)包括很多方面，其中包括線路的保護(hù)、母線的保護(hù)和變壓器的保護(hù)等。在整個過程中，能夠充分將保護(hù)的可靠性和速度性充分展示出來，在一定程度上可以說其擁有比較完善的后備保護(hù)力量。而在實(shí)際的保護(hù)過程中，由于就地級繼電保護(hù)裝置是雙重化的配置狀態(tài)，所以在一定程度上，兩套保護(hù)處于完全獨(dú)立的狀態(tài)，而110 kV的線路保護(hù)則采用保護(hù)測控的集成裝置，其屬于單套的配置。另外，針對變壓器來說，保護(hù)一般都是采用主后備保護(hù)的一體化裝置作為主要的保護(hù)措施，基本上也屬于雙套的配置，而35 kV以下的基本上采用一些保護(hù)、計量等多合一的裝置來實(shí)施監(jiān)控和保護(hù)，保證變電站的層次化保護(hù)控制系統(tǒng)能夠順利地展開，并且取得一定的成效。

廣域保護(hù)控制系統(tǒng)不僅具有一定的保護(hù)控制功能，而且對安全、穩(wěn)定控制功能也起到了一定的管理和控制作用。廣域保護(hù)利用區(qū)域電網(wǎng)的運(yùn)行來對自身的信息進(jìn)行相對應(yīng)的調(diào)整和適應(yīng)，從根本上能夠起到一定的優(yōu)化保護(hù)作用，能夠?yàn)樾乱淮悄茏冸娬咎峁?qiáng)有力的保護(hù)。而廣域安全的穩(wěn)定控制在一定程度上能夠充分實(shí)現(xiàn)區(qū)域的安全、穩(wěn)定控制，能夠?qū)﹄娋W(wǎng)的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控和評估。這樣，才能夠保證其自身的變化狀態(tài)能夠得到實(shí)時的監(jiān)控和預(yù)防控制管理。

3 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和信息交互

新一代智能變電站的一體化監(jiān)控系統(tǒng)采用的是開放式的分層次分布的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式。在整個過程中，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式基本上是由間隔層、過程層等各個部分的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備共同構(gòu)成的，而站內(nèi)的監(jiān)控保護(hù)需要進(jìn)行統(tǒng)一的模式建立和電網(wǎng)組建，這樣才能夠有效實(shí)現(xiàn)信息資源的共享，方便對新一代智能變電站實(shí)施層次化保護(hù)控制。間隔層的設(shè)備主要是由保護(hù)、測控等次子系統(tǒng)組成，而過程層設(shè)備則是由一些智能的中斷和合并單元等一些相對來說比較智能的組件組成的，在一定程度上能夠完成與設(shè)備相關(guān)的種種功能性的體現(xiàn)，包括一些設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的檢測和執(zhí)行命令的傳達(dá)控制等，這些內(nèi)容都需要過程層設(shè)備來完成。在這些部分具體的操作過程中，只有將這些各個小部分的內(nèi)容進(jìn)行有效完善，才能保證將層次化保護(hù)控制系統(tǒng)的最終價值和作用發(fā)揮出來，對新一代智能變電站起到一定的保護(hù)作用，并且能夠推動其自身的長期、穩(wěn)定發(fā)展。

戰(zhàn)域的保護(hù)控制大多數(shù)情況下會布置于間隔層的設(shè)備當(dāng)中，功能上屬于站控層的設(shè)備之一，而實(shí)際的布置則基本上是位于主控室當(dāng)中。其自身并不具備保護(hù)控制子站的功能，并且在這種形勢下，可以對其進(jìn)行單套的配置，而在其自身具有一定保護(hù)控制子站功能的時候，可以對其進(jìn)行雙套的配置，這樣才能夠保證將其自身的作用和影響力充分地發(fā)揮出來，起到一定的保護(hù)效果。

4 結(jié)束語

層次化保護(hù)控制系統(tǒng)是當(dāng)前新一代智能變電站當(dāng)中最重要的組成部分之一，也是繼電保護(hù)系統(tǒng)的重要特征之一。這一系統(tǒng)不僅在一定程度上能夠保證就地保護(hù)的獨(dú)立性，將就地保護(hù)的可靠性充分展示出來，而且能夠結(jié)合當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)信息時代，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享，從根本上對變電站實(shí)施有效的保護(hù)控制。

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〔編輯：王霞〕