費 丹

(廣東電網(wǎng)公司珠海供電局，廣東 珠海 519000)

220 kV智能變電站技術特點及其運行管理探析

費 丹

(廣東電網(wǎng)公司珠海供電局，廣東 珠海 519000)

智能變電站是智能電網(wǎng)的重要環(huán)節(jié)之一，其發(fā)展建設水平的高低直接影響著我國智能電網(wǎng)的建設水平。現(xiàn)從智能變電站的概念入手，對220 kV智能變電站的系統(tǒng)結構、技術特點及運行管理進行分析探討。

智能電網(wǎng)；智能變電站；結構；技術特點；運行管理

0 引言

隨著科技的不斷發(fā)展，數(shù)字化通信技術和網(wǎng)絡通信技術得到了迅速發(fā)展，而變電站為了提高工作效率，降低能源消耗，也開始將智能化技術運用在其建設中。智能變電站是智能電網(wǎng)的重要環(huán)節(jié)之一，功能集成化、檢修狀態(tài)化、設備信息化以及結構緊湊化是智能變電站今后發(fā)展的方向，而其最終目標是要實現(xiàn)運行維護高效化。

1 智能變電站的概念

根據(jù)《智能變電站技術導則》對智能變電站的定義，智能變電站是以信息共享標準化、通訊平臺網(wǎng)絡化以及全站信息數(shù)字化為基礎要求，運用可靠、先進、環(huán)保、低碳以及集成的智能化設備，自動完成信息的采集、控制、計量、測量、檢測以及保護等基本功能，根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、在線分析決策、智能調節(jié)以及協(xié)同互動等高級功能的變電站。

2 智能變電站系統(tǒng)結構

智能變電站由站控層、間隔層、過程層構成，光纜將三者聯(lián)系起來。智能變電站系統(tǒng)結構如圖1所示。

圖1 智能變電站系統(tǒng)結構圖

2.1 站控層

站控層由通信系統(tǒng)、自動化系統(tǒng)、對時系統(tǒng)以及站域控制等子系統(tǒng)構成，主要是通過光纖同間隔層進行通訊，其功能與計算機系統(tǒng)的站控層相一致。該層的主要功能有變電站的遠程監(jiān)測、操作閉鎖、實時控制、記錄以及自診斷等。

2.2 間隔層

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)并且作用于該間隔一次設備的功能，即與各種遠方輸入/輸出、智能傳感器和控制器通信。

2.3 過程層

過程層主要是由智能化的一次設備構成，例如復合傳感器、基于羅科夫斯基線圈的TA、接地開關、隔離開關、分壓型VD以及斷路器等。其中復合傳感器、基于羅科夫斯基線圈的TA以及分壓型VD是過程層智能化的關鍵。

3 智能變電站技術特點

控制智能化、設備裝置智能化以及信息的高度共享是智能變電站最重要的技術特點。

3.1 分級控制技術

分級控制技術是運用在站控層、間隔層以及過程層之間的符合國家電力安全標準的分布式控制技術，即在各層分別安裝具有智能化控制及處理能力的裝置，使得各層之間具有相對獨立性，以提高各層設備的控制效率，還可以通過分級調控減少智能變電站的潛在風險。

3.2 控制終端

引入計算機控制終端，就像給變電站植入一個具有強大的計算能力和指揮能力的大腦，使得變電站可以依據(jù)各方面采集的數(shù)據(jù)和信息，對系統(tǒng)故障進行分析和判斷，并下達正確的指令，縮短突發(fā)事件的處理時間，有效防止由于事故處理不當或不及時而引發(fā)的重大事故。

3.3 光纖技術的應用以及電力裝置的集成化

光纖技術在智能變電站中的廣泛應用，大大提高了信息的傳輸效率，數(shù)據(jù)的采集、信息的溝通得以順利進行，這就使得各層可以完成局域網(wǎng)的管理功能，由過程層到間隔層再到站控層，各層之間的數(shù)據(jù)信息得以無障礙傳播，在提高傳輸速率的同時，加強了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性以及可靠性。隨著數(shù)字化技術的不斷發(fā)展和完善，智能變電站的電力監(jiān)測、管理和控制等設備也日益集成化，這不僅減少了設備的占地面積，還進一步縮短了施工時間，降低了成本，同時還能保證電力裝置盡快進入服務狀態(tài)。

3.4 間歇性分布式電源接入技術

隨著生活水平的不斷提高，人們的低碳意識、環(huán)保意識不斷加強，太陽能、風能等清潔能源愈加得到人們的青睞。但由于其受自然因素影響較大，大幅波動的現(xiàn)象也就較為明顯。由此，如果我們直接將其接入電網(wǎng)，勢必對電網(wǎng)的穩(wěn)定性、可靠性、安全性以及持續(xù)性造成巨大的影響。為了解決上述問題，必須進一步加強變電站的智能化建設，運用柔性并網(wǎng)技術，對太陽能、風能等清潔能源進行實時監(jiān)控，盡可能地減輕由于其不穩(wěn)定性對電網(wǎng)造成的影響，以保障電網(wǎng)的可靠、安全、可持續(xù)運行。

4 智能變電站運行管理

與傳統(tǒng)的變電站相比，220 kV智能變電站使用更加先進的設備管理手段，可以實現(xiàn)設備監(jiān)測、風險預測以及輔助決策等一系列功能，使得設備的管理方式得到優(yōu)化。圖2為智能變電站設備管理示意圖。

圖2 智能變電站設備管理示意圖

由于我國的電力系統(tǒng)有很大一部分變電站仍然采用有人值班、定期對設備進行檢修的模式，為了確保智能變電站的穩(wěn)定、安全運行，要對以下幾個問題進行研究：(1) 智能變電站的設備檢修，要依托順序控制與工作票自動管理系統(tǒng)，自動生成設備以及網(wǎng)絡安全措施卡，采取安全隔離措施，以免發(fā)生事故。(2) 對于工作票自動管理系統(tǒng)，應保證其可以根據(jù)調度員的指令和系統(tǒng)安排，自動生成維修的內容及步驟。(3) 依靠實時分析診斷以及在線監(jiān)測等技術，對智能變電站內主要設備的運行情況進行監(jiān)測。

5 結語

隨著時代的不斷進步，智能電網(wǎng)必將成為未來電網(wǎng)的發(fā)展方向。而智能變電站作為智能電網(wǎng)的核心，其建設水平的高低對于智能電網(wǎng)的發(fā)展起著重要作用，建設和發(fā)展智能變電站是電力系統(tǒng)發(fā)展的關鍵因素，只有不斷完善智能變電站，才能進一步發(fā)揮電力系統(tǒng)的重要作用，從而為我國經(jīng)濟建設的發(fā)展和人們生活水平的提高提供更好的服務。當然，我國智能變電站的發(fā)展還處于初級階段，還有很多問題需要作進一步的研究和分析，所以，我們必須加快腳步，對智能變電站進行更深層次的研究，全面建設符合我國發(fā)展要求的智能電網(wǎng)。

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2014-07-09

費丹(1981—)，男，江西九江人，助理工程師，研究方向：智能變電站運行與維護。