數(shù)字化變電站技術(shù)應(yīng)用

孫曉國(guó)

摘要：當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平的不斷提高，變電站數(shù)字一體化已成為下一個(gè)建設(shè)趨勢(shì)。數(shù)字化變電站建設(shè)前提是信息平臺(tái)的統(tǒng)一化，在此基礎(chǔ)上跟傳統(tǒng)變電站相比，大大提升變電站的轉(zhuǎn)化效率，也同時(shí)為系統(tǒng)的運(yùn)行提供了更高的安全性與穩(wěn)定性。本文簡(jiǎn)要分析數(shù)字化變電站的優(yōu)勢(shì)、實(shí)際運(yùn)用以及當(dāng)前所面對(duì)的一些難點(diǎn)與對(duì)應(yīng)方法，期望為數(shù)字化變電站的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化;變電站;技術(shù)應(yīng)用

1前言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新型電網(wǎng)技術(shù)逐漸被應(yīng)用于全球的電力設(shè)施中，大大提升了電網(wǎng)建設(shè)的現(xiàn)代化水平。數(shù)字化變電站的應(yīng)用更是處于無(wú)可替代的地位。數(shù)字化變電站的廣泛運(yùn)用使得電網(wǎng)建設(shè)的成本降低，與此同時(shí)，也有利于提高電網(wǎng)調(diào)度的可靠性，也是整個(gè)數(shù)字化電網(wǎng)得以運(yùn)用的最基礎(chǔ)技術(shù)。我國(guó)的電力行業(yè)也因此不斷發(fā)展，進(jìn)入新的發(fā)展階段。

2數(shù)字化變電站的優(yōu)勢(shì)

2.1建立統(tǒng)一信息平臺(tái)

數(shù)字化變電站采用統(tǒng)一的通信標(biāo)準(zhǔn)IEC61850接入變電站的通信網(wǎng)絡(luò)，是將變電站的測(cè)量、運(yùn)動(dòng)、計(jì)量和保護(hù)等系統(tǒng)投入到同一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)，以此實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)部的不同設(shè)施系統(tǒng)之間信息的共享與交流。在傳統(tǒng)的變電站中，不同功能要建立不同的管理系統(tǒng)，然而數(shù)字化變電站的原理是使用同一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)接收電流電壓和狀態(tài)等信息進(jìn)而發(fā)出控制命令，無(wú)需建設(shè)多個(gè)系統(tǒng)，避免了設(shè)備的重復(fù)，真正實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一化的變電站信息平臺(tái)建設(shè)。普通變電站在升級(jí)成為數(shù)字化變電站的時(shí)候也無(wú)需大改，只需在通信網(wǎng)絡(luò)里加入新增設(shè)備，如此也縮減了變電站的壽命周期成本[1]。

2.2增加變電站安全可靠性

傳統(tǒng)變電站與數(shù)字化變電站相比，傳統(tǒng)型所使用的信息系統(tǒng)不統(tǒng)一，處理信息時(shí)較為復(fù)雜，主要因?yàn)槭褂玫亩卧O(shè)備技術(shù)比較老舊，多為傳統(tǒng)的互感器。電子式電流互感器與之相比，有著無(wú)磁飽和現(xiàn)象、響應(yīng)的頻率范圍寬、精確度高等等優(yōu)點(diǎn)。電子式電壓互感器不僅測(cè)量的準(zhǔn)確度高，而且同時(shí)解決了傳統(tǒng)電壓互感器有時(shí)會(huì)出現(xiàn)的鐵磁諧振問(wèn)題。并且由于低下的技術(shù)水平，傳統(tǒng)互感器沒(méi)有實(shí)時(shí)監(jiān)察設(shè)備運(yùn)行情況的能力，排查設(shè)備問(wèn)題大多數(shù)依靠人工，而且必須停下大量相關(guān)設(shè)備才能進(jìn)行檢修。數(shù)字化變電站則具備完善的自檢能力，一旦出現(xiàn)通信故障或互感器出現(xiàn)故障，保護(hù)裝置就會(huì)因收不到相應(yīng)的正確數(shù)據(jù)，進(jìn)而直接判斷出互感器異常，并能及時(shí)地自動(dòng)報(bào)警，減少了不必要的變電站損失。

2.3減少設(shè)備維護(hù)成本

由于所用設(shè)備存在質(zhì)量問(wèn)題，傳統(tǒng)的變電站在工作強(qiáng)度較高時(shí)容易損壞。一旦設(shè)備損壞不能及時(shí)自我診斷時(shí)，就要投入大量的時(shí)間、人力和財(cái)力進(jìn)行維修，工程量很大。傳統(tǒng)變電站不僅僅只在設(shè)備損壞時(shí)進(jìn)行必要的維護(hù)，還需要定期進(jìn)行停電校驗(yàn)，來(lái)保證繼電保護(hù)整定值正常。每次停電都會(huì)影響變電站的常規(guī)進(jìn)度。按期維修工作量大，維修本錢高，花費(fèi)大量的人力財(cái)力。進(jìn)行斷電檢查后，還需要專員對(duì)校驗(yàn)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，設(shè)備常規(guī)檢查量大[2]。數(shù)字化變電站是一個(gè)自動(dòng)化的全面檢測(cè)程序，通過(guò)電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)信息的采集和收納，不再需要大量的人力進(jìn)行校檢和數(shù)據(jù)歸納。

3數(shù)字化變電站的主要應(yīng)用

3.1計(jì)算機(jī)保護(hù)功能

應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)不僅能有效地對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行保護(hù)包括電氣設(shè)備，以及各種自動(dòng)化設(shè)備，變壓器，母線等。實(shí)際運(yùn)行變電站的過(guò)程中，系統(tǒng)的連接，同時(shí)也有禁用記錄和存儲(chǔ)的功能，仍然接收控制指令，以此對(duì)設(shè)備運(yùn)行發(fā)生故障的原因進(jìn)行深入的研究。以此做出正確診斷和治療，完成固定值和調(diào)整校對(duì)時(shí)間的任務(wù)。

3.2系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集與處理

實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)的另一個(gè)重要任務(wù)是從系統(tǒng)的運(yùn)行中收集和處理數(shù)據(jù)。它的主要數(shù)據(jù)采集和整理工作是面對(duì)系統(tǒng)的脈沖、狀態(tài)和模擬。系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集與處理主要包括跳閘、預(yù)告信號(hào)等方面。系統(tǒng)仿真的數(shù)據(jù)采集與處理主要包括電壓、電流仿真的數(shù)據(jù)采集與處理。

3.3自動(dòng)診斷與控制功能

自動(dòng)化在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)程序本身的自動(dòng)化，進(jìn)行診斷和檢驗(yàn)，根據(jù)診斷成果進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)，執(zhí)行使用動(dòng)態(tài)診斷功能時(shí)，可以判斷和顯示系統(tǒng)的具體缺陷位置，為系統(tǒng)維護(hù)提供幫助。另外，該技術(shù)的應(yīng)用也可以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行、操作控制自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，相關(guān)人員可以在其中工作的系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。此外，對(duì)跳合閘現(xiàn)象也實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)性能考慮，避免因系統(tǒng)意外發(fā)生故障而使用相關(guān)設(shè)備癱瘓影響變電站的正常運(yùn)行[3]。在這項(xiàng)技術(shù)的支持下，基本實(shí)現(xiàn)了即使系統(tǒng)出現(xiàn)故障，操作員仍然可以依靠自動(dòng)操作使系統(tǒng)正常運(yùn)行。

4數(shù)字化電站建設(shè)中的存在困難

4.1技術(shù)人員專業(yè)技能不足

在數(shù)字化變電站的使用中，使用了大量的新型設(shè)施和技藝，過(guò)去的舊操作系統(tǒng)被部分裁汰，設(shè)備的維護(hù)方法、對(duì)應(yīng)的故障解決方法也發(fā)生了變化。電站設(shè)施運(yùn)行更看重精巧設(shè)備的操作，減少了人力財(cái)力的投入，對(duì)技術(shù)人員的職業(yè)水平也發(fā)起了新的挑戰(zhàn)。原本的員工需要快速掌握新的信息傳輸和網(wǎng)絡(luò)通信方法，學(xué)習(xí)新的設(shè)備使用方法，正確使用數(shù)字系統(tǒng)的自我維護(hù)和故障排除功能。是的，對(duì)于只掌握舊設(shè)備操作技術(shù)的員工來(lái)說(shuō)是個(gè)無(wú)疑的難題，需要工作人員學(xué)習(xí)和操作一些設(shè)備的操作和新的維護(hù)方法。急需員工學(xué)習(xí)技能和知識(shí)，現(xiàn)有技術(shù)人員的專業(yè)水平不能完全滿足數(shù)字化轉(zhuǎn)型的工廠運(yùn)行所需[4]。

4.2技術(shù)人員實(shí)踐機(jī)會(huì)較少

在建設(shè)周期這方面，數(shù)字化變電站與傳統(tǒng)變電站不同，前者的修建周期短，從開(kāi)始規(guī)劃到最終修建完成用時(shí)較少，也因此技術(shù)人員沒(méi)有足夠的時(shí)間來(lái)學(xué)習(xí)相關(guān)設(shè)備的知識(shí)以及進(jìn)行實(shí)際操作，真正掌握相應(yīng)的技術(shù)操作。而且由于數(shù)字化變電站興起時(shí)間短，在國(guó)內(nèi)屬于新興技術(shù)，專業(yè)人員在通信規(guī)則協(xié)約、測(cè)試信號(hào)等方面的專業(yè)技能缺乏。新設(shè)施檢測(cè)和運(yùn)行出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)很難高效解決。新設(shè)施的相對(duì)應(yīng)的軟件投入運(yùn)行后，基本沒(méi)有進(jìn)行檢測(cè)和使用的機(jī)會(huì)，技術(shù)人員的學(xué)習(xí)以及實(shí)踐時(shí)間較少。

4.3數(shù)字化電站建設(shè)問(wèn)題的解決方法

必須加強(qiáng)專業(yè)人員的技術(shù)培養(yǎng)。運(yùn)行人員正式擔(dān)任值班工作以前，應(yīng)進(jìn)行業(yè)務(wù)考核，經(jīng)站長(zhǎng)簽定合格后，報(bào)上一級(jí)批準(zhǔn)，方可擔(dān)任值班工作。而新調(diào)進(jìn)本站運(yùn)行人員或離開(kāi)值班工作時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行跟班實(shí)習(xí)。熟悉設(shè)備后，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行規(guī)程和安全工作規(guī)程的有關(guān)部分，經(jīng)站長(zhǎng)考試合格后方能正式值班。新設(shè)備投入使用前，由站長(zhǎng)或技術(shù)員組織全站人員，對(duì)新設(shè)備進(jìn)行進(jìn)修和介紹。從設(shè)備安裝到投運(yùn)前，此期間應(yīng)重點(diǎn)了解新裝設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)、調(diào)整要點(diǎn)，熟悉掌握設(shè)備性能。技術(shù)問(wèn)答或規(guī)程考問(wèn)，每月搞兩次，題目結(jié)合本站設(shè)備運(yùn)行的特點(diǎn)。目的是提高技術(shù)理論水平。

結(jié)束語(yǔ)

變電站數(shù)字化發(fā)展離不開(kāi)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用支撐。主要涉及數(shù)字光電測(cè)量、單元合并、智能交換設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通信、設(shè)備互操作和信息同步技術(shù)。其在系統(tǒng)運(yùn)行中的主要功能優(yōu)勢(shì)包括計(jì)算機(jī)的維護(hù)、準(zhǔn)確快速的數(shù)據(jù)采集和處理、設(shè)備功能的自動(dòng)診斷以及滿足操作人員對(duì)自動(dòng)操作和控制的需求。因此，加強(qiáng)自動(dòng)化技術(shù)在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用和發(fā)展，對(duì)于實(shí)現(xiàn)變電站的現(xiàn)代化發(fā)展具有十分重要的意義。相關(guān)研究人員應(yīng)加強(qiáng)該技術(shù)的應(yīng)用研究。

參考文獻(xiàn)

[1]歐佐元.基于數(shù)字化變電站自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用研究[J].科技風(fēng)，2018（08）：131+133.

[2]熊鵬輝.自動(dòng)化技術(shù)在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2018（03）：88+93.

[3]李文輝，簡(jiǎn)獻(xiàn)忠，肖兒良.變電站實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中的千兆以太網(wǎng)傳輸設(shè)計(jì)[J].電子科技，2018（1）

[4]柴博，周愛(ài)華，裘洪彬，等.基于圖數(shù)據(jù)庫(kù)的電力通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方式建模技術(shù)[J].電力信息與通信技術(shù)，2018（10）：13-18.