電網二次系統智能化建設及改造效果研究

◎黃平湖 張勇 陳華胤

本文針對電網二次系統智能化建設以及改造的要求進行分析，提出有針對性的改造設計方案，以此來達到良好的效果。推動電網二次系統智能化的建設和改造，有利于電力行業的穩定發展，滿足人們日常用電需求，實現電力行業經濟效益的穩定增長。

隨著經濟的快速發展，我國在用電方面已經相繼取得了一定的發展成效，同時人們日常生活質量和水平的提升，對用電提出的要求也越來越高。電網建設的整體規模逐漸擴大，信息化水平也在不斷提升，無形當中對電網智能化提出的要求一直在提升。在這種大環境背景下，國家電網公司逐漸將“堅強智能電”的概念作為發展的主要方向和趨勢，在電網的建設中，變電站的智能化建設以及發展具有至關重要的影響和作用。智能化電氣的建設和發展，在整個變電站的自動化領域中具有實質性意義，尤其是針對機電一體化等各類設備，可以實現快速的信息收集、傳輸以及智能化處理，以此來保證供電等各項活動的順利實施。

一、電氣二次系統智能化建設及改造的要求

1.保護配置要求。通常情況下，繼電保護設備在選擇以及具體應用時，一般都會以就地安裝為主。此時，應當選擇和利用電纜跳閘的方式，對測控一體化設備起到一定的保護作用。同時，可以直接其合理的應用到220kV以及220kV以下的電壓中將分布式保護設施直接應用在母線、對應的變壓器保護裝置中，需要注意的一點就是，子單元可以直接在室內完成就地裝配等一系列的操作。主單元與子單元相互之間在連接時，大多數情況下都是以光纖為主。在上述的裝置設置以及安裝中，必須要提前做好一系列的前提準備工作，尤其是位置的指示燈、警告信息等，針對液晶顯示器當中配設沒有明確的部分，要立即采取有針對性的對策，對其進行合理的調試，以此來保證保護配置要求的落實。

針對220kV以及以上的電壓繼電保護、與其相對應、機油關聯性的網絡、各種不同類型設施等實現裝配時，應當按照雙重化的基本原則落實。具體操作中，必須要保證兩套保護的電壓采樣數值，全部都是來自于MU，同時其自身要處于相互分離的狀態。雙重化的裝配MU應當在電子式互感器的基礎上，實現相互呼應，以此來保證兩套單獨二次采樣系統的有效落實。裝配保護通常都會選擇以GOOSE網絡為主，同時要嚴格按照相互分離的基本原則，也就是其中某一個網絡一旦出現問題，另外一個仍然可以持續性的工作。

2.自動化系統要求。在實踐中直接將功能邏輯作為出發點，以此為基礎，有利于實現變電站系統的合理劃分。首先，站控層，該層中主要是以主機、遠動通信設備以及故障信息系統的保護裝置等這些基本內容為主，其主要目的就是為了實現對所內工作人機互動界面的有效供應。其次，間斷層主要是指二次子系統在構建以及具體應用中，其自身一直以來都是該結構的基本單元。也就是在實踐中站控層、網絡之間都無法將其自身的任何效用充分發揮出來，但是仍然可以單獨對本層對應的設施展開有針對性的監督和控制。除此之外，過程層，當中主要是以合并單元、電子式的互感器等一系列的零部件等為主，有利于實現與一次設備相互之間的有效關聯，最終實現對整個設備運行情況實時有效的監測和控制。

3.其他二次系統要求。在實踐中，全站公用的時間同步系統在構建以及具體應用中，必須要結合現實，將其直接裝配在全站時間的同步系統變電站當中。需要注意的一點就是，主時鐘的裝配必應當呈現出雙重化的特點，北斗系統以及GPS規范的授時信號等都能夠在實踐得到廣泛應用。站內現有的全部設施，對精度的整體需求普遍都可以直接通過時鐘同步精度、守時精度等來實現。整個站控層設施應當選擇利用SNTP的對時方法進行操作。

二、電氣二次系統智能化建設及改造設計方案

1.自動化系統。與實際情況進行結合后，發現與普通的變電站監控系統相比，智能變電站站控層網絡在構建以及具體應用時，尤其是在信息系統的資料數量方面具有非常明顯的優勢特點。網絡流量通常處于飽和狀態時，一直都可以保持在百兆帶寬的三成類。根據相關數據，思量到對應的間隔層交換機，在與整個站控層交換機進行接進時，通常都需要借助千兆光口來實現合理的控制。本項目在具體操作中，通常上述的兩層交換機裝配是兩者都是以24百兆電口為主，但是后者是6光口，數量為2，而前者則是為2光口，數量則為8。220kV、110kV的保護、保護出口依據點對點，以此來完成一系列的裝配。如表1所示。

表1 220kVGIS間隔層網絡端口數量統計

與具體的統計數據進行結合分析時，發現在220kV的過程層GOOSE交換機、A網、B網等方面，會使用到的交換機安裝數量分別為6、3、3個。需要注意的一點就是，每一個較及的百兆光口數量都是16個，這些交換機中只有1臺會將其核心作用發揮出來，如表2所示。

表2 110kVGIS間隔層網絡端口數量統計

與上述提出的裝配要求進行結合分析時，發現DL/T860標準的三層兩網架構，可以直接在本站中變成現實，實現網絡的最佳化裝配目標。在實踐中，借助對變電站自動化系統當中各種目標，有利于實現一致性模型科學合理的構建和應用。以此為基礎，可以直接選擇面向與網絡構造、對象技術相互之間分割的通信服務接口，這樣做的根本目的是為了保證各設施相互之間在運行時的運行性有所提升。在各制造商對應的設施之間，可以實現有效連接，進而促使變電站的自動化技術水平有所提升，保證整個運行過程的安全性、可靠性。

2.一體化信息平臺和高級應用。一體化平臺在構建以及具體應用中，其自身的各項功能作用在具體發揮中，有利于得到充分的展示和應用。任何子系統在使用時，都不會存在單一的服務器，其他各種不同類型的資料等，基本上都是直接借助智能部件、平臺等展開直接性的交換。與此同時，該平臺在應用時，通常都會以程序化的互防性能作為其中的主要依據，全站并不需要對模擬圖版進行構建，同時有利于在實踐中為其提供可靠的數據信息給予支持，實現高級應用。在這一基礎上，可以直接在站端實現數據的集成化、規范化，對所有的子系統都可以實現有效的整理和合并。通過這種方式在其中的合理應用，有利于促使站內所有應用一體化裝配、可視化顯現在站控層的后臺，逐漸落實到實處。

三、電氣二次系統智能化建設及改造效果

1.電氣二次系統智能化建設和管理改造的具體操作。（1）組織結構與作業流程的建設和改造。與目前我國經濟發形勢進行結合分析時，發現在實踐中我國經濟一直以來都處于持續升溫的狀態，電網的發展也相對比較樂觀。變電站的數目一直以來都在持續上升中，如果在運行管理控制中，仍然是利用過去人力值班的方式為主，那么勢必會直接影響到整個發展，與目前新時期背景下的發展需求也不匹配。無人值班變電站的發展已經逐漸成為一種必然的趨勢，集控站在實踐中可以將其自身的作用充分發揮出來。以此為基礎，有利于借助各種不同的先進技術手段、全新材料等，打破目前變電組織構造過于簡單等問題，如圖1所示。

圖1智能變電站管理流程示意圖

與新時期背景下智能變電站的建設以及發展現狀進行結合分析之后，要針對目前作業現場的具體操作，與規范化標準和要求進行結合，保證生產活動的有序開展。同時，要對現有的指南性文件等展開合理的編制，保證管理系統和應用系統的同時構建，以此為基礎，有利于實現電力流程現場運行活動的細化、量化，保證實時有效的控制。實踐中，要針對所有的作業控制標準流程，對作業規劃、預備等多個環節和組成部分進行客觀分析，以此來保證對應運作方式、流程等各環節工作的全面展開。

（2）安全生產設計。變電操作、保護等一系列工作，與電力設備相關的保護、故障解決等各項工作之間存在著密切的聯系。所有的管理工作中，勢必都會包含在安全生產體系中，因此，本研究提出要在現場作業指導書的樹立中，嚴格按照現有電網公司的所有準則和要求進行劃分。

（3）規章制度設計。要想保證電氣二次系統智能化改造和升級的效果，必須要結合現實要求，積極采取有針對性的對策，保證垂直一體的規章制度體系在構建以及具體應用中的有效性，將其看作是智能變電站首選。通常情況下，市供電局的監測以及考核工作，基本上都是直接由省級單位和公司來完成，前者下屬的所有分局，都應當結合現實要求，適當的展開一系列的活動，這些活動基本上都是直接由前者來完成和操作。班組方面的具體操作，通常都是直接由分局完成，個人的則直接由每一個班組進行具體操作，不同級別都是直接由生產管理、職能組織等各司其職，保證一系列符合現實要求的評價活動能夠在實踐中得到有效落實。所有的活動以及管理組織在實踐中，必須要對自身所屬的機構展開科學合理的評價，保證評價的客觀性、可靠性，以此來圍繞整個專業的日常管理活動展開有效操作。

比如，績效評價工作在具體操作中，主要是通過向上級匯報有關生產操作的一系列資料、對各種問題進行仔細的剖析和統計，對生產現場的安全情況、變電站的具體規范化評比檢驗等相關數據展開合理的分析。以此為基礎，有利于實現現有各種優化策略的落實，以此來構建一個相對比較完整的操作步驟和流程。

2.電氣二次系統智能化改造效果。電網二次系統智能化建設以及改造中，主要是通過光纜的實際應用，有利于避免二次檢修帶來的一系列困擾影響。實踐中，必須要降低日常工作額度，尤其是在具體的工作中，要將絕緣性、直流接地等問題妥善處理，以此來減少日常維護費用在其中的投入。在線監測功能使用效率、質量的提升，對整個設備的運行情況具有非常重要的影響和作用。與此同時，更為重要的一點就是可以實現對整個綜合性管理更加完整的數據支持，以此來保證各種事故的出現概率能夠得到有效控制，同時有利于實現對維護成本的合理把控。對于部分具有高級應用功能特征的智能告警系統而言，在具體設立時，主要的目的就是為了保證運行人員自身在面對各種突發事件時的處理能力、速度等有所提升，為了實現對故障性問題的妥善處理，在整個研究中，要利用統一的建模，保證全站設備對象的合理應用，在警告信息中，有利于通過自動化的篩選以及過濾等方式。通過對推理技術等手段的應用，保證告警類型的最終確定。以此為基礎有利于工作人員及時了解故障信息，根據現有信息數據，提出有針對性的處理措施，節約故障處理時間，避免造成更加嚴重的后果。

視頻監控在實際應用中，其主要是智能輔助設施系統在構建以及具體應用中不可缺少的重要組成部分之一，通過對各種子系統功能的有效整合和高效利用，有利于實現信息數據的共享、互動。以此為基礎，有利于為后續變電站內部各項管理工作的有序開展提供保證。

通過部分高度集成以及就地布置的各種措施，有利于減少土地消耗量，同時各種優良、高新設備等，有利于保證變電站在與電網協同交流時的互動性。現如今實現變電站智能化建設和改造時，為了達到良好的效果，必須要保證工作人員日常維護和巡檢力度的強化，以此來保證整體維護效率和質量的提升。

二次系統的智能化建設以及改造升級，主要目的是為了實現多元化的改造。在經過一系列的改造和升級后，系統在運行時能夠達到提前設定好的效果，同時可以實現智能化建設水平的提升，為變電站電網的穩定運行和可持續發展提供保證。

結語：電網二次系統的智能化建設和改造升級，根本木是為了實現多元化的改造，以此來保證智能化水平的提升。這樣不僅有利于保證變電站自身的電網建設的穩定性、可靠性，而且還可以實現區域經濟的穩定增長，推動企業的可持續發展。