江蘇省電力公司檢修分公司 趙海峰

淺談現(xiàn)階段智能化變電站的運行管理

江蘇省電力公司檢修分公司 趙海峰

智能化變電站的建設(shè)，對統(tǒng)一堅強智能電網(wǎng)的形成和運行具有重要的支撐作用，對安全、可靠、經(jīng)濟、環(huán)保、智能地傳輸、分配和使用電能具有重要的保障作用。本文嘗試從智能化變電站的概念、功能、結(jié)構(gòu)和技術(shù)特征等方面進(jìn)行分析，以提出現(xiàn)階段智能化變電站運行管理方面的建議。

智能化；變電站；運行管理

1.引言

近年來，隨著智能電網(wǎng)建設(shè)大潮拉開序幕，各地智能化變電站相繼建成投運，智能化變電站也逐漸進(jìn)入了人們的視野。在現(xiàn)階段技術(shù)還沒有十分完善、設(shè)備非?？煽康那闆r下，如何更好地運行管理智能化變電站，使其安全、可靠、經(jīng)濟、智能地傳輸、分配和控制電能，是電網(wǎng)運行維護(hù)人員需要面對的一個全新課題。

2.智能化變電站的概念和功能

國家電網(wǎng)公司《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》專門對智能化變電站進(jìn)行了定義：采用先進(jìn)、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護(hù)、計量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動化控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能的變電站。

智能化變電站是數(shù)字化變電站的升級和發(fā)展。結(jié)合智能電網(wǎng)的需求，智能化變電站在數(shù)字化變電站的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)一、二次設(shè)備的一體化、智能化的集成和整合，并加入變電站之間、變電站與電網(wǎng)調(diào)度之間的信息共享和互動功能，以及風(fēng)能發(fā)電、太陽能發(fā)電等間歇性分布式清潔能源“即插即退”的接口。

智能化變電站與傳統(tǒng)變電站相比，最大的變化就是，一次設(shè)備智能化，二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化，一、二次設(shè)備智能化綜合集成，主要特點是對過程層、間隔層設(shè)備的升級，將一次系統(tǒng)的模擬量和開關(guān)量就地數(shù)字化，用光纜代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電纜連接，實現(xiàn)過程層設(shè)備與間隔層設(shè)備之間的通信。

智能化變電站緊密聯(lián)接全電網(wǎng)。作為智能電網(wǎng)的一個重要節(jié)點，智能化變電站有利于加強智能電網(wǎng)各環(huán)節(jié)聯(lián)系的緊密性，有利于智能電網(wǎng)對事故的預(yù)防和控制，實現(xiàn)不同層次上的統(tǒng)一協(xié)調(diào)。智能化變電站的設(shè)計和運行水平與智能電網(wǎng)保持一致，能夠滿足智能電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟、高效、清潔、環(huán)保、開放等性能要求，更好地對系統(tǒng)電壓和無功功率，電流和潮流分布進(jìn)行控制。智能化變電站在特高壓設(shè)備絕緣、大容量負(fù)荷開斷等方面的性能，對特高壓輸電網(wǎng)的建設(shè)也是一個有力的支持。由于一、二次設(shè)備的高度智能化集成，以及標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計制造，還可以實現(xiàn)智能化變電站的模塊化安裝，縮短變電站建設(shè)周期，降低建設(shè)成本。

圖1 智能化變電站綜合自動化系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)示意圖

3.智能化變電站的技術(shù)特征和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

由于智能化開關(guān)和光電式/電子式互感器的應(yīng)用，各類數(shù)據(jù)、信號從源頭實現(xiàn)數(shù)字化，智能化變電站真正實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享，網(wǎng)絡(luò)通信和信息集成。信息的集成化改變了傳統(tǒng)變電站的保護(hù)、測控、計量、錄波等功能單一、設(shè)備獨立的模式，避免設(shè)備重復(fù)配置，降低了智能化變電站的建設(shè)成本。由于一、二次設(shè)備的高度集成，設(shè)備也更加緊湊，變電站內(nèi)部，變電站與電網(wǎng)調(diào)度間實現(xiàn)無縫通信，簡化了系統(tǒng)的建設(shè)和維護(hù)難度。在線監(jiān)測、在線分析決策等高級應(yīng)用，使智能化變電站內(nèi)設(shè)備無需做定期采油樣、色譜分析、預(yù)防性試驗等工作，提高了供電可靠率和勞動生產(chǎn)率。

據(jù)前所述，智能化變電站綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)在物理上可以分為兩類，即智能化的一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備；在邏輯結(jié)構(gòu)上，根據(jù)IEC61850通信協(xié)議，可分為三個層次，即過程層、間隔層和站控層，如圖1所示。

4.現(xiàn)階段智能化變電站面臨的主要問題

目前，電網(wǎng)企業(yè)的電網(wǎng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)、內(nèi)部管理網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)是相互獨立，物理隔離的。隨著智能化變電站的普及推廣，電網(wǎng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)與內(nèi)部管理網(wǎng)必然產(chǎn)生聯(lián)接。據(jù)前文所述，因為高度的智能化、網(wǎng)絡(luò)化，智能化變電站作為智能電網(wǎng)的重要節(jié)點之一，一旦受到病毒或惡意網(wǎng)絡(luò)攻擊，變電站以及電網(wǎng)遭受的損失有可能是災(zāi)難性的，并可能造成社會各行業(yè)癱瘓。所以，信息安全是電網(wǎng)企業(yè)建設(shè)智能化變電站和智能電網(wǎng)需要面對的一個重要問題。

網(wǎng)絡(luò)電子設(shè)備的可靠性也同樣不容忽視。智能化變電站使用大量的光纖、交換機、光電式互感器、以及智能設(shè)備代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電纜、電磁式互感器、機械式設(shè)備。設(shè)備模式由功能單一、相互獨立改為高度集成、整合、智能。某一交換機或設(shè)備插件故障，以及軟件程序的崩潰都可能導(dǎo)致過程層、間隔層，甚至是站控層的異常和事故。

智能化變電站涉及到光、電、機械等多專業(yè)、多學(xué)科知識的應(yīng)用和協(xié)同技術(shù)攻關(guān)。變電事故異常處理系統(tǒng)、交直流電源系統(tǒng)，在線分析決策系統(tǒng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)等各子系統(tǒng)需要相互協(xié)調(diào)。任一子系統(tǒng)的異常、缺陷和故障和都有可能影響整個站的安全運行和系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

5.結(jié)論與建議

隨著設(shè)計理念的改進(jìn)，技術(shù)的完善，設(shè)備質(zhì)量的提升，以及各方面人員的摸索，智能化變電站和智能電網(wǎng)的管理必將走上一個新的臺階。但綜上所述，現(xiàn)階段，智能化變電站必須從以下幾個方面加強運行管理。

首先，要加強信息安全管理。任何接入企業(yè)內(nèi)網(wǎng)的存儲設(shè)備必須經(jīng)過嚴(yán)格檢查、掃描。任何人員接觸和操作電網(wǎng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中設(shè)備的任何行為必須有嚴(yán)格的檢查和監(jiān)護(hù)。

其次，要加強巡視檢查管理，要重點加強對交直流電源系統(tǒng)、空氣除濕調(diào)節(jié)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)進(jìn)行巡視檢查。

第三，要加強培訓(xùn)管理。智能化變電站涉及多專業(yè)、多學(xué)科，運行維護(hù)人員必須是跨專業(yè)的復(fù)合型人才，尚能駕馭智能化變電站的運行管理。所以，加強綜合業(yè)務(wù)培訓(xùn)非常必要。

第四，加強備品備件管理。由于，現(xiàn)階段網(wǎng)絡(luò)電子設(shè)備的材料、工藝和質(zhì)量需要進(jìn)一步改進(jìn)，以提高設(shè)備的可靠性。所以，管理部門必須儲備一定量的交換機、光電式互感器、傳感器等設(shè)備，以備不時之需。

[1]劉振亞.智能電網(wǎng)技術(shù)[M].中國電力出版社,2010.

[2]高翔.智能變電站技術(shù)[M].中國電力出版社,2010.

[3]黃益莊.智能化變電站自動化系統(tǒng)原理與應(yīng)用技術(shù)[M].中國電力出版社,2012.