智能變電站二次系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計及研究

張大江 馬洪凱

摘要：變電站的主要作用是連接電力用戶和發(fā)電網(wǎng)，常見的核心技術(shù)是在電網(wǎng)運行的過程中實現(xiàn)數(shù)字化控制。如今在極大程度上起到了維持電網(wǎng)安全運行的作用。由此可見，變電站的建設(shè)對于國家電網(wǎng)發(fā)展來說極其重要，這樣才能更好地建設(shè)我國的智能電網(wǎng)。在建設(shè)智能變電站的過程中，二次變電系統(tǒng)是工作人員極為重視的部分，也是實現(xiàn)變電站智能化建設(shè)的重中之重。基于此，文章就智能變電站二次系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計展開論述。

關(guān)鍵詞：智能；變電站；二次系統(tǒng)；優(yōu)化設(shè)計

1智能變電站二次系統(tǒng)實踐應(yīng)用中優(yōu)化設(shè)計的必要性分析

智能理論、智能技術(shù)及電力技術(shù)的合理使用，為變電站智能化水平提升提供了重要的技術(shù)支持，促進了智能變電站發(fā)展。實踐過程中為了實現(xiàn)智能變電站二次系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計，需要對其優(yōu)化設(shè)計必要性進行分析。具體表現(xiàn)在以下方面：（1）有利于實現(xiàn)智能變電站實踐應(yīng)用中的多種技術(shù)融合，增加智能變電站的技術(shù)含量。在進行智能變電站二次系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計的過程中，將會對其二次設(shè)備、狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)等進行優(yōu)化，并實現(xiàn)計算機技術(shù)、電力技術(shù)等不同技術(shù)在智能變電站中的融合應(yīng)用，促使其實踐應(yīng)用中的技術(shù)含量增加，全面提升變電站長期使用中的服務(wù)水平。

（2）有利于完善智能變電站實踐應(yīng)用中的服務(wù)功能，滿足電力生產(chǎn)計劃安全實施要求。智能變電站二次系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計，為其朝著智能化、自動化及信息化方向發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)，促使變電站能夠更好地服務(wù)于電力系統(tǒng)及電力用戶。長此以往，將會使智能變電站實踐應(yīng)用中的服務(wù)功能不斷完善，進而滿足電力生產(chǎn)計劃安全實施要求，減少供電企業(yè)生產(chǎn)實踐中不必要的經(jīng)濟損失。

（3）有利于增強智能變電站的實踐應(yīng)用效果，為電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行提供保障。新形勢下電力系統(tǒng)運行中受到技術(shù)條件、自然環(huán)境等不同因素的影響，間接地加大了其運行風險，影響著現(xiàn)代供電企業(yè)生產(chǎn)計劃實施中的經(jīng)濟效益。而智能變電站二次系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計，將會使變電站的組成結(jié)構(gòu)得以優(yōu)化，并使與之相關(guān)的設(shè)施工作效率提高，促使智能變電站的實踐應(yīng)用效果增強。與此同時，基于優(yōu)化設(shè)計方式作用下的智能變電站二次系統(tǒng)，其使用過程將會保持良好的功能特性，促使電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行能夠得到有效保障。

2智能變電站二次系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計要點分析

在復雜的運行環(huán)境及電力市場改革過程中，智能變電站二次系統(tǒng)能否處于穩(wěn)定的運行狀態(tài)，關(guān)系著電力系統(tǒng)運行效果及供電企業(yè)的生產(chǎn)成本經(jīng)濟性。因此，需要注重智能變電站二次系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計，并明確其優(yōu)化設(shè)計要點，確保其設(shè)計有效性。這些設(shè)計要點具體包括以下方面：

2.1自動化系統(tǒng)方面的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

從以往的數(shù)字化變電站逐漸發(fā)展成今天的智能變電站，其中自動化系統(tǒng)采用的核心內(nèi)容始終為IEC61850標準體系，該體系所設(shè)定的變電站中的自動化系統(tǒng)采取分層分布形式的結(jié)構(gòu)，在邏輯上將其劃分成站控層、間隔層與過程層。目前我國變電站所采用的組網(wǎng)方式大體上有如下三種方式，即站控層和間隔層采用以太網(wǎng)加SV總線加GOOSE總線加B碼對時、站控層和間隔層采用以太網(wǎng)加SV點對點加GOOSE總線加B碼對時、站控層和間隔層采用以太網(wǎng)加SV和GOOSE共網(wǎng)加IEEE1588對時，再加之保護直采直跳。在進行自動化網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)優(yōu)化時應(yīng)該從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和交換機配置入手，對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面而言，可以采用如下方案，采取三層兩網(wǎng)的模式，對站控層和間隔層的MMS網(wǎng)采取雙星型結(jié)構(gòu)，將GOOSE網(wǎng)與SV網(wǎng)實現(xiàn)合并，并且和IEC61588信息實現(xiàn)共網(wǎng)傳輸。針對不同電壓的電網(wǎng)，需要根據(jù)實際情況，對其中的主變進線以外單元及測控裝置進行合理配置，并對交換機作用下的光口數(shù)量進行優(yōu)化處理。與此同時，在進行智能變電站二次系統(tǒng)相關(guān)的自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化時，為了實現(xiàn)其流量控制，增強系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)可靠性，也需要加強V-LAN方式使用。在注重智能變電站中的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控時，需要在V-LAN管理方式作用下，將其中的硬接點與交換機有效地結(jié)合在一起。確保交換機設(shè)備能夠處于被實時監(jiān)控，最終達到智能變電站二次系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計中的自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計。

2.2二次設(shè)備功能及配置方面的整合優(yōu)化為了實現(xiàn)智能變電站長期使用中的信息資源共享，并提高其共享能力，需要結(jié)合智能變電站二次設(shè)備的實際應(yīng)用概況，對其進行功能及配置方面的整合優(yōu)化，保持變電站二次設(shè)備良好工作性能的同時實現(xiàn)智能變電站信息平臺網(wǎng)絡(luò)化。因此，需要從以下不同的方面入手對智能變電站二次設(shè)備進行功能及配置方面的整合優(yōu)化：

（1）結(jié)合智能變電站監(jiān)控層的實際情況，需要對操作、維護及其他方面的功能進行整合優(yōu)化，促使智能變電站二次系統(tǒng)能夠處于穩(wěn)定的運行狀態(tài)，并使系統(tǒng)運行中產(chǎn)生的故障信息能夠得到及時處理，保持智能變電站良好的服務(wù)功能。同時，在對智能變電站的二次設(shè)備進行功能及配置方面的整合優(yōu)化時，需要對經(jīng)過優(yōu)化處理的智能變電站二次設(shè)備實際的應(yīng)用狀況進行分析，以便為二次設(shè)備使用年限延長提供保障。

（2）實踐過程中考慮不同電壓等級的線路及母聯(lián)情況，從實時監(jiān)控、保護功能入手，對集成裝置進行整合優(yōu)化處理。當二次設(shè)備功能及配置的整合優(yōu)化處理達到預期效果后，智能變電站運行中所需的主柜、交換機等不同設(shè)施的數(shù)量將會減少，使得變電站的投資成本降低，并逐步實現(xiàn)二次系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，確保智能變電站使用中能夠達到電力生產(chǎn)活動開展要求。

（3）加強智能變電站的功能特性分析，對其電源進行必要的優(yōu)化處理。實際操作中應(yīng)根據(jù)自動切換裝置的應(yīng)用效果，對其進行性能優(yōu)化，促使其使用中能夠具有良好的自動切換功能，增強智能變電站供電設(shè)備的工作穩(wěn)定性。在這樣的整合優(yōu)化處理機制作用下，能夠使智能變電站二次回路可靠性增強，并降低了設(shè)備投資成本，有利于提升智能變電站實踐應(yīng)用中的生產(chǎn)水平，并降低二次長期使用中的故障發(fā)生率。

（4）為了實現(xiàn)對智能變電站故障設(shè)備中電磁設(shè)備的運行狀況實時分析，需要注重二次設(shè)備功能及配置整合優(yōu)化處理中故障濾波、網(wǎng)絡(luò)分析儀的針對性處理。在這種處理方法的支持下，能夠快速地找出導致電磁設(shè)備故障發(fā)生的原因，促使其工作性能得以優(yōu)化，并確保智能變電站二次設(shè)備投資成本的良好經(jīng)濟性。

3 結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，電在人們的生產(chǎn)生活中起到了越來越重要的作用。在第二次工業(yè)革命后人們認識到了電流和電磁的原理。但是如今國家電力發(fā)展越來越迅速迅速，國家對相關(guān)方面的知識人才也越來越多。但是就我國目前的發(fā)現(xiàn)狀況來說，我國在變電技術(shù)二次發(fā)展的過程中仍然存在著一些繼續(xù)解決的問題。雖然我國的智能變電站二次系統(tǒng)還在建設(shè)過程中，但是隨著科學技術(shù)的不斷進步，我國的變電站技術(shù)必當會得到不斷優(yōu)化。會慢慢實現(xiàn)自動化進程。

參考文獻：

[1]倪敬敏，何光宇等.美國智能電網(wǎng)評估綜述[J].電力系統(tǒng)自動化，2010，8（04）：67-69.

[2]高翔.智能變電站技術(shù)[M].中國電力出版社，2012.

[3]周和.智能變電站的設(shè)計及其應(yīng)用[D].北京：華北電力大學，2011.

（作者單位：國電南瑞南京控制系統(tǒng)有限公司）