探究新一輪變電站綜合自動化系統改造問題

歐陽彥鋒

（國網泉州供電公司，福建泉州362000）

探究新一輪變電站綜合自動化系統改造問題

歐陽彥鋒

（國網泉州供電公司，福建泉州362000）

近年來，我國電網發展迅猛，電力設備技術突飛猛進。隨著信息化時代的到來，計算機和通信技術的新趨勢逐漸形成，從而帶動了變電站綜合自動化新技術的興起和日益發展，變電站綜合自動化各集成廠家的技術水平得到不斷提升，變電站綜合自動化技術的發展日趨成熟。當前運行中的變電站綜合自動化系統設備已陸續達到使用年限，新一輪變電站綜合自動化改造已陸續開展，而新一輪的改造必將面臨新的問題，例如改造模式的選擇、智能化技術的取舍、新技術的應用等。主要對變電站新一輪綜合自動化改造中將要面臨的主要問題進行了論述和分析，同時提出了相應的建議措施，并展望了變電站綜合自動化系統改造的發展方向。

變電站；綜合自動化；系統改造；傳輸規約

21世紀初至今，變電站綜合自動化常規改造技術已得到了長足發展且日趨成熟、穩定。而近年來，電網建設改造變得日新月異，尤其是變電站智能化的發展及應用，又推動了變電站建設與發展的技術革新，進一步實現了變電站運行的資源優化配置、降低運行維護成本，變電站無人值守已成為常態，實現了減人增效的最終目標，為電網實現安全、經濟的運行打下了堅實的基礎。與此同時，國家電網對變電站的建設提出了“堅強、智能”的要求，而首輪開展變電站綜合自動化改造并投入運行的設備，至今已陸續達到再次技改更換的生命周期。因此，基于變電站智能化關鍵技術應用，進行新一輪綜合自動化系統的技術改造是十分必要的。而在新一輪的變電站綜合自動化系統改造中，將面臨許多新的問題。

1 系統改造模式的選擇

當前，變電站綜合自動化系統改造不再糾結于結構形式的選擇，面臨最大的問題已是改造模式的選擇，即是進行智能化改造，還是繼續延用常規設備改造。

變電站智能化是指采用先進、可靠、集成、低碳、環保的智能設備，以全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監測等基本功能，并可根據需要支持電網實時自動控制、智能調節、在線分析決策、協同互動等高級功能，實現與相鄰變電站、電網調度等互動。近年來，智能化變電站已歷經早期的規劃試點階段，正處于全面建設階段，關鍵技術取得重大突破并廣泛應用。智能化變電站與常規變電站相比，主要區別為：①智能組件就地化，數據傳輸媒介以光纖替代電纜，減少二次電纜使用量，取而代之為光纜；②二次系統網絡化，數字式光纖以太網接口的二次設備替代常規二次設備；③IEC61850的應用，統一了通信規約，使保護等二次設備具備了遠方操作的技術條件；④調試方法發生變化，需要網絡聯調，使用的試驗儀器設備發生變化。

2010年泉州公司110 kV西郊變綜合自動化改造被確定為國網公司批準的第二批智能化改造試點項目，項目積極實踐《智能變電站技術導則》與《變電站智能化改造技術規范》中規定的智能化重點內容，除了實現站內數字化外，重點考慮智能電網對變電站高級應用的需求及與生產管理的融合功能。另外，為了體現智能化改造試點的意義和價值，按照國網智能化變電站一系列規范和標準的要求，積極試驗智能化變電站的關鍵技術，項目實現了一次主設備狀態監測、信息建模標準化、信息傳輸網絡化、高級功能和輔助系統智能化，把西郊變改造成一個既符合國網統一標準要求，又體現福建地區電網接線和環境特點的智能化變電站。此外，本次改造也為智能電網進入全面建設階段積累了寶貴的經驗。

比較而言，變電站智能化改造存在工期緊、涉及設備多、專業多等難題，除與常規監控系統改造一樣，需更換監控系統站控層設備及各間隔測控裝置外，還需將原有的戶外端子箱更換為智能匯控箱，同時配置合并單元、智能終端以及過程層交換機等設備，并對繼電保護室至戶外匯控箱的二次回路控纜進行更換，重新敷設通訊光纜。設備從安裝、調試到驗收，各個環節的工作量均與常規改造不可同日而語，且當前的戶外端子箱基礎架構不足以承載智能匯控箱，電纜溝道同樣不滿足光纜敷設要求，因此還需提前開展相應的基礎設施改造等輔助土建工程。當前的變電站監控系統改造方式一般為前期先進行不停電站控層調試、設備單體調試及電纜敷設，后續逐個間隔根據停電計劃安排停電進行設備更換、調試及接火，經驗收合格后正式投運。因此，在當前電網運行方式條件下，每個間隔的停電時間有限，而要在有限的時間里完成變電站綜合自動化系統間隔的智能化改造，是相當困難的，再加上常規監控系統改造的設備技術、調試技術更為成熟，所需資金投入更少，且新一代智能化站控層設備及間隔層設備在常規改造模式下同樣能夠應用，并發揮新技術優勢，因此目前國內仍大多采用常規綜合自動化系統改造模式。

2 站內設備傳輸規約的選擇

然則，雖當前形勢下不推廣變電站智能化綜合自動化系統改造，但變電站智能化的飛速發展同樣給新一輪的變電站綜合自動化改造帶來質的飛躍，首先便是IEC61850規約的應用。變電站綜合自動化改造過程中，不同廠家設備之間通信，尤其是保護裝置、直流電源設備等公用設備與綜合自動化系統站控層網絡的通信，均需經過規約轉換裝置，而由規約轉換所引發的軟件程序修改及測試，是實際工程調試過程中調試量最大的工作。

當前電力系統中，對變電站綜合自動化技術的要求日漸提高，各種設備間的互聯需求及穩定性要求越來越高，為方便變電站中各種設備的管理以及設備間的互聯，就需要一種通用的通信方式來實現。IEC61850即提出了一種公共的通信標準，通過對設備的一系列規范化，使其形成一個規范的輸出，實現系統的無縫連接。IEC61850是新一代變電站綜合自動化系統的國際標準，是國際電工委員會（IEC）TC57工作組制定的《變電站通信網絡和系統》系列標準，是基于網絡通信平臺的變電站綜合自動化系統唯一的國際標準，是至今為止最為完善的變電站綜合自動化標準。

IEC61850標準規范了二次智能裝置的通信模型、通信接口，而且還定義了非常規互感器、智能式開關等一次設備的通信模型、通信接口，增強了設備之間的互操作性，使得不同廠家的設備之間實現無縫連接，大大提高變電站綜合自動化技術水平，提高變電站綜合自動化系統安全、穩定運行水平，節約開發、驗收、維護的人力和物力。與采用IEC61850相比，延用原有的IEC103規約，雖然更為成熟、穩定，能夠立即完全實現當前遠方召喚、修改保護定值、保護軟壓板及保護透傳等技術要求，且當前的班組技術人員也更易于維護，但隨著技術的發展，各設備廠家已逐漸減弱甚至停止了對IEC103規約應用的維護及開發，而IEC61850的優勢則更為顯而易見。因此，泉州公司近年來所開展的變電站綜合自動化系統改造均優先采用IEC61850規約。

3 變電站綜合自動化改造的發展方向

隨著變電站智能化的發展，IEC61850規約廣泛應用，在行業規范標準的約束和技術進步的帶動下，變電站綜合自動化系統逐步實現向著設備標準化的方向發展。設備的設計和基本功能要求向標準化的方向邁進，設備的通訊協議和對外接口日趨標準化，不同廠家設備的接口達到“即插即用”的通用效果。這將給新一輪的變電站綜合自動化系統改造的立項方式帶來巨大的變革。

當前的變電站綜合自動化系統改造立項，因遵循同一變電站綜合自動化系統集成廠家的統一，需全站設備統一立項，統一進行物資招標采購。按項目管理要求，技改跨年項目也必須在2年內完成結算關閉，再扣除前期的招標、采購、設計等環節，真正留給現場安排停電施工的時間僅1年有余，這給停電計劃安排帶來極大的壓力。如果規約及接口標準化得以實現，即可打破廠家單一性約束，根據具體間隔設備運行狀況、技改需求及停電計劃靈活安排立項。

變電站的智能化改造及建設仍然是智能電網的基礎和重要環節，能夠使電網的資源配置能力、安全水平、運行效率顯著提高。在建設智能電網這個歷史背景下，在當前變電站綜合自動化系統改造模式下，推廣變電站高級應用技術是電力系統新時期發展的必然趨勢。高級應用是運行管理智能化的前提，是推行調控一體化和無人值班的保障。

目前，變電站綜合自動化系統智能化高級應用功能隨著智能電網的發展目標分階段實施，主要實現順序控制、設備狀態可視化、智能告警及分析決策、源端維護、站域控制、拓撲五防等功能，而未來還會有更多的新技術涌現。

4 結束語

變電站綜合自動化發展的新方向就是智能化技術的高級功能應用?，F階段的變電站綜合自動化系統無論是改造工程，還是日常維護，針對各種問題，都需要相關人員共同探討、總結經驗，才能不斷健全完善變電站綜合自動化系統，為功能應用的推廣奠定堅實的基礎，以能夠提升變電站綜合自動化技術水平，實現電網系統的智能化、現代化和自動化，確保電網安全、穩定運行，進一步提升變電站的控制質量和水平，從而帶動我國經濟社會的穩定、健康發展。

［1］周殿赫.變電站綜合自動化技術發展現狀綜述［J］.電氣時代，2011（9）：82-83.

［2］孔祥倫.簡述變電站綜合自動化系統關鍵技術及發展趨勢［J］.通訊世界，2014（8）：77-78.

［3］劉學超，邵帥.淺析變電站綜合自動化系統關鍵技術及發展趨勢［J］.科技與企業，2012（23）：73.

［4］張蕾.變電站綜合自動化改造方案探究［J］.電力安全技術，2013（09）：19-22.

［5］張耀春.數字化變電站綜合自動化技術升級改造要點分析［J］.科技與企業，2012（15）：111.

［6］陸志剛.220 kV變電站綜合自動化改造研究［J］.機電信息，2013（12）：23-24.

〔編輯：劉曉芳〕

TM76

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.14.011

2095－6835（2017）14－0011－02