智能變電站技術要求和管理建議

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摘要：《智能變電站技術導則》及相關規(guī)范的出臺，將為智能變電站建設與在運變電站智能化改造提供指導和規(guī)范。智能變電站是堅強智能電網(wǎng)的重要基礎和支撐，是變電站建設的發(fā)展方向。本文先是從釋義談起，隨后就智能變電站的技術要求進行了分析研究，并針對智能變電站的運行維護及應急事故處理特點提出管理建議。 

關鍵詞：智能變電站技術要求建議  中圖分類號：tm411文獻標識碼： a 文章編號：  2012年07月11日《中國能源報》報道：我國首座330千伏等級智能變電站新盛變電站在西安投運，標志著我國依靠自主創(chuàng)新成功地在智能電網(wǎng)科研、設計、設備制造、施工、運行維護技術上取得了新突破，也標志著我國掌握了330千伏智能變電站的技術。至此，我國的智能變電站進入全面建設時期。  一、智能變電站釋義  1、智能變電站釋義。根據(jù)《智能變電站技術導則》的定義，智能變電站是采用先進、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)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(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能的變電站。它基于iec61850標準，體現(xiàn)了集成～ 體化、信息標準化、協(xié)同互動化的特征。智能電網(wǎng)的建設是對變電站自動化系統(tǒng)的一次設備智能化、高級應用、對智能電網(wǎng)的支撐等功能提出了新的要求，智能變電站是變電站整體技術的跨越和未來變電站發(fā)展的方向。  2、 智能變電站的建設原則。一是智能變電站的設計及建設應遵循“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標準、統(tǒng)一建設”的原則，應按照dl/t1092三道防線要求，滿足dijl”“755三級安全穩(wěn)定標準;滿足gb廠i、14285繼電保護選擇性、速動性、靈敏性、可靠性的要求;二是遵守《電力二次系統(tǒng)安全防護總體方案》。實現(xiàn)高壓設備運行狀態(tài)信息采集功能的接收、執(zhí)行指令，反饋執(zhí)行信息，實現(xiàn)保護宿主高壓設備功能的邏輯元件(即測量、控制、保護等單元)應滿足相應行業(yè)標準;建立包含電網(wǎng)實時同步運行信息、保護信息、設備狀態(tài)、電能質量等各類數(shù)據(jù)的標準化信息模型，滿足基礎數(shù)據(jù)的完整性及一致性的要求。其采集的變電站數(shù)據(jù)不僅包含實時穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)、動態(tài)數(shù)據(jù)，還要有信息模型、設備在線監(jiān)測、視頻等數(shù)據(jù)。  二、智能變電站技術要求  1、 智能變電站體系結構。智能變電站系統(tǒng)分為3層：過程層、間隔層、站控層。一是過程層包含由一次設備和智能組件構成的智能設備、合并單元和智能終端，完成變電站電能分配、變換、傳輸及其測量、控制、保護、計量、狀態(tài)監(jiān)測等相關功能。二是間隔層設備一般指繼電保護裝置、測控裝置、故障錄波等二次設備，實現(xiàn)使用一個間隔的數(shù)據(jù)并且作用于該問隔一次設備的功能，即與各種遠方輸入/輸出、智能傳感器和控制器通信。三是站控層包含自動化系統(tǒng)、站域控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、對時系統(tǒng)等子系統(tǒng)，實現(xiàn)面向全站或一個以上～次設備的測量和控制功能，完成數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制(sca—da)、操作閉鎖以及同步相量采集、電能量采集、保護信息管理等相關功能。站控層功能應高度集成，可在一臺計算機或嵌入式裝置實現(xiàn)，也可分布在多臺計算機或嵌入式裝置中。  2、智能設備。高壓設備是電網(wǎng)的基本單元，高壓設備智能化(或稱智能設備)是智能電網(wǎng)的重要組成部分，也是區(qū)別傳統(tǒng)電網(wǎng)的主要標志之一。利用傳感器對關鍵設備的運行狀況進行實時監(jiān)控、進而實現(xiàn)電網(wǎng)設備可觀測、可控制和自動化是智能設備的核心任務和目標。在滿足相關標準要求的情況下，可進行功能一體化設計，一是將傳感器或/,u執(zhí)行器與高壓設備或其部件進行一體化設計，以達到特定的監(jiān)測或/,u控制目的；二是將互感器與變壓器、斷路器等高壓設備進行一體化設計，以減少變電站占地面積；三是在智能組件中，將相關測量、控制、計量、監(jiān)測、保護進行一體化融合設計，實現(xiàn)一、二次設備的融合。  3、智能設備的操作。智能化的高壓設備操作宜采用順序控制，滿足無人值班及區(qū)域監(jiān)控中心站管理模式的要求;可接收執(zhí)行監(jiān)控中心、調度中心和當?shù)睾笈_系統(tǒng)發(fā)出的控制指令，經(jīng)安全校核正確后自動完成符合相關運行方式變化要求的設備控制，即應能自動生成不同的主接線和不同的運行方式下的典型操作票; 自動投退保護軟壓板;當設備出現(xiàn)緊急缺陷時，具備急停功能。  4、智能變電站的高級功能。一是智能變電站設備實現(xiàn)廣泛的在線監(jiān)測，使設備狀態(tài)檢修更加科學可行。對主變、hgis/gis、避雷器等設備實現(xiàn)在線監(jiān)測，監(jiān)測的參量為主變油色譜、hgis/gissf6氣體微水和局部放電、避雷器泄漏電流、次數(shù)等。二是多信息融合技術從多信息的視角進行處理及綜合，得到各種信息的內在聯(lián)系和規(guī)律，從而剔除無用的和錯誤的信息，保留正確的和有用的成分，最終實現(xiàn)信息的優(yōu)化。三是防誤功能擴展應用。第一相對于常規(guī)變電站的防誤閉鎖，智能變電站增加了監(jiān)控中心層面的防誤閉鎖邏輯。第二全站所有隔離開關、接地開關防誤操作方式為：遠、近控均采用邏輯防誤加本間隔電氣節(jié)點防誤。四是智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)上安裝有智能告警及事故信息綜合分析決策系統(tǒng)，對信號進行分類顯示處理，提取故障報警信息，輔助故障判斷及處理另外，告警信息可按廠站或間隔進行過濾，即只顯示某個廠站或間隔的信息。五是智能操作票系統(tǒng)應當包含順序控制軟件和五防聯(lián)閉鎖軟件的功能。系統(tǒng)基于網(wǎng)絡拓撲的接線模型識別，開票規(guī)則的用戶自定制，操作票的智能推理，業(yè)務表單的自由定制，多種開票方式的靈活切換，操作票生命周期的全過程管理;采用徹底的圖票一體化技術，保證整個過程的安全、實時、可靠。六是電壓無功控制系統(tǒng)將區(qū)域子系統(tǒng)電壓控制作為第二級控制，以子系統(tǒng)的電壓合格、經(jīng)濟和最少操作次數(shù)為目標，實現(xiàn)子系統(tǒng)內上下級變電站之間的智能協(xié)調控制，實現(xiàn)子系統(tǒng)內各變電站之間的智能協(xié)調控制。無功電壓自動控制系統(tǒng)首先從調度自動化系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，送入電壓分析模塊和無功分析模塊進行綜合分析，形成變電所主變分接頭調節(jié)指令、變電所電容器投切指令、多主變經(jīng)濟運行指令，交由調度中心或集控中心控制系統(tǒng)執(zhí)行。  三、智能變電站運行管理  當前電力系統(tǒng)中相當一部分的變電站還是實行有人值班、設備定期檢修的模式。智能變電站的建設與發(fā)展無疑給廣大從事電力設計、安裝、調試、檢修、運行人員帶來挑戰(zhàn)。變電站安全運行將直接影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性，為確保其安全運行，建議應從以下幾個方面進行管理。一是智能變電站設備檢修，應能依托順序控制及工作票自動管理系統(tǒng)， 自動生成設備和網(wǎng)絡的安全措施卡，指導檢修設備進行可靠、有效的安全隔離。二是工作票自動管理系統(tǒng)應能根據(jù)系統(tǒng)方式的安排和調度員的指令，自動生成相關內容和步驟，并能與順序控制步驟進行自校核和自監(jiān)控。三是通過在線監(jiān)測和實時分析診斷等技術，能對站內主要設備健康狀況進行監(jiān)測。建立站內全景數(shù)據(jù)的統(tǒng)一信息平臺，供系統(tǒng)層各高級應用子系統(tǒng)進行統(tǒng)一、標準化、規(guī)范化的數(shù)據(jù)存取訪問及向調度系統(tǒng)進行上送。其中，信息一體化平臺作為未來變電站的信息出口，可用于變電站的監(jiān)視與控制，安裝于安全一區(qū);為了確保變電站的安全性要求，信息一體化平臺獨立于目前的監(jiān)控系統(tǒng)，其實施不影響站內設備正常的運行和控制。四是明確智能輔助控制系統(tǒng)的功能，研究相關實現(xiàn)技術。  注：文章內所有公式及圖表請用pdf形式查看。