智能變電站二次保護系統(tǒng)健康度評估的探討

李振新

摘要：國家電網(wǎng)公司提出建設以信息化、自動化、互動化為特征的堅強智能電網(wǎng)，實現(xiàn)電網(wǎng)發(fā)展方式的轉變。智能變電站是堅強智能電網(wǎng)的重要組成部分，是智能電網(wǎng)的重要基礎和支撐。智能變電站搭建一體化信息平臺，在變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)、智能一體化電源系統(tǒng)、智能輔助控制系統(tǒng)、高級應用

等方面在技術和功能上均取得了飛躍。關鍵詞：智能變電站;二次保護;健康度

1 智能變電站二次系統(tǒng)實踐應用中優(yōu)化設計的必要性分析

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

有利于完善智能變電站實踐應用中的服務功能，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，促使變電站能夠更好地服務于電力系統(tǒng)及電力用戶。長此以往，將會使智能變電站實踐應用中的服務功能不斷完善，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。

有利于增強智能變電站的實踐應用效果，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)化設計，將會使變電站的組成結構得以優(yōu)化，并使與之相關的設施工作效率提高，促使智能變電站的實踐應用效果增強。與此同時，基于優(yōu)化設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 變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)

變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式系統(tǒng)。三層設備結構，統(tǒng)一組網(wǎng)，信息共享，采用 DL/T860通信標準，傳輸速率不低于 100Mbps。

站控層。站控層網(wǎng)絡采用單星型結構，MMS、SV、GOOSE、SNTP共網(wǎng)傳輸。10kV不設獨立的過程層網(wǎng)絡，GOOSE報文通過站控層網(wǎng)絡傳輸。站控層設備按智能變電站遠景規(guī)模配置。

間隔層。間隔層設備由保護、測控、計量、錄波等二次設備組成，完成智能變電站內(nèi)一次設備的監(jiān)視和控制。

主變保護裝置采用點對點直接采樣，通過智能終端 GOOSE點對點跳各側開關，10kV保護采用電纜連接直接跳閘。110kV備自投直采直跳， 10kV分段備自投直采，電纜跳閘。低頻低壓減載裝置采用 GOOSE采樣，電纜跳閘。主變非電量保護采用電纜連接直接跳閘，跳變壓器各側開關。

過程層。過程層是由變壓器、斷路器、電流互感器、電壓互感器等一次設備及其所屬的智能組件以及獨立的智能電子裝置組成。

過程層設備實現(xiàn)一次設備與二次設備的連接，完成設備信息的數(shù)字化，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享。

3 智能一體化電源系統(tǒng)

為共享直流電源的蓄電池，避免站用電源設備的浪費，不再單獨設置通信蓄電池。同時為提高變電站站用電源系統(tǒng)的智能化水平，智能變電站將全站直流、交流、通信電源、交流不間斷電源等系統(tǒng)采用一體化設計、一體化配置、一體化監(jiān)控，克服了上述各個子系統(tǒng)間相互孤立，信息無法共享的弊端。一體化電源系統(tǒng)總監(jiān)控裝置通過總線方式與各子電源監(jiān)控單元通信，一體化電源系統(tǒng)總監(jiān)控裝置以 DL/T860協(xié)議接入智能變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對智能一體化電源系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理。

4 智能輔助控制系統(tǒng)

智能輔助系統(tǒng)對全站主要電氣設備及周邊環(huán)境進行全天候監(jiān)控，滿足電力系統(tǒng)安全生產(chǎn)監(jiān)控設備關鍵部件的要求。

智能輔助控制系統(tǒng)采用模塊化設計，按功能模塊劃分多個子系統(tǒng)，由智能管理機進行管理。各子系統(tǒng)可以獨立運行，相互關聯(lián)，進行信息交換，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的智能聯(lián)動功能。

5 高級應用

根據(jù)智能變電站“無人值守、集中監(jiān)控”的要求，本著人工干預少、系統(tǒng)集成度高、實現(xiàn)變電站實時全景監(jiān)測、與調(diào)度端協(xié)同互動提供支撐的原則，進行高級應用配置策略的研究。

設備狀態(tài)可視化及狀態(tài)檢修。設備狀態(tài)可視化及基于狀態(tài)的維護系統(tǒng)將設備的自診斷和運行狀態(tài)信息發(fā)送至變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)顯示，并通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關機發(fā)送至上級調(diào)度系統(tǒng)，提供基礎數(shù)據(jù)支持。為綜合優(yōu)化管理和基于狀態(tài)的設備生命周期維護提供了基于在線監(jiān)測的基礎。當設備有異常信息時，智能報警決策系統(tǒng)提示操作人員以聲光等多媒體報警形式制定問題檢查計劃和設備維護計劃。

智能告警及分析決策系統(tǒng)。智能化報警分析決策系統(tǒng)能對變電站的報警信息進行分類和過濾，對變電站發(fā)生的各種異常和故障進行分析和推斷，對現(xiàn)象進行合理的表達，給出適當?shù)奶幚斫ㄗh，指導操作人員進行后續(xù)操作。

智能告警及分析決策系統(tǒng)能使運行監(jiān)控人員能夠快速地發(fā)現(xiàn)事故、及時處理出現(xiàn)的問題，提高事故處理的準確性和快速性，保障電網(wǎng)的安全運行。

故障信息綜合分析決策。故障信息綜合分析決策系統(tǒng)將智能變電站實時采集和按照統(tǒng)一斷面存儲系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)和動態(tài)數(shù)據(jù)，以曲線、表格和圖形等展現(xiàn)方式以全方位展示。在電網(wǎng)事故、保護動作、裝置故障、異常報警等情況下，整合分析站內(nèi)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，確定當前發(fā)生故障，并將事故分析的結果以簡潔的可視化界面展示，同時將信息發(fā)送至上級調(diào)度系統(tǒng)。

源端維護。采用統(tǒng)一的系統(tǒng)配置工具配置智能變電站的網(wǎng)絡拓撲和數(shù)據(jù)模型，生成標準配置文件，大大提高了智能變電站的數(shù)據(jù)安全性。同時，應以可升級的矢量圖形格式，向上級調(diào)度系統(tǒng)提供與該模型相關聯(lián)的智能變電站主接線和子畫面圖形。

6 結束語

智能變電站技術的發(fā)展是個長期的過程，隨著計算機技術和網(wǎng)絡通信技術的發(fā)展，變電站內(nèi)的控制、測量、信息通信等技術與變電站自動化系統(tǒng)逐漸融為一體，通過對智能變電站電氣二次設計技術進行梳理，有助于實現(xiàn)智能變電站的數(shù)據(jù)采集全景化、設備檢修可視化、事故處理智能化、保護控制協(xié)同化、運行管理經(jīng)濟化的要求。

參考文獻

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