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(shù)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(shè)水平的高低直接影響著我國智能電網(wǎng)的建設(shè)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(jié)構(gòu)、技術(shù)特點及運行管理進行分析探討。

智能電網(wǎng)；智能變電站；結(jié)構(gòu)；技術(shù)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(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)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(shù)運用在其建設(shè)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(shè)備信息化以及結(jié)構(gòu)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(shù)導(dǎo)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(luò)化以及全站信息數(shù)字化為基礎(chǔ)要求，運用可靠、先進、環(huán)保、低碳以及集成的智能化設(shè)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(diào)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(jié)構(gòu)

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

圖1 智能變電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(gòu)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(shè)備一般指繼電保護裝置、測控裝置、故障錄波等二次設(shè)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(shè)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(shè)備構(gòu)成，例如復(fù)合傳感器、基于羅科夫斯基線圈的TA、接地開關(guān)、隔離開關(guān)、分壓型VD以及斷路器等。其中復(fù)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(guān)鍵。

3 智能變電站技術(shù)特點

控制智能化、設(shè)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(shù)特點。

3.1 分級控制技術(shù)

分級控制技術(shù)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(shù)，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(shè)備的控制效率，還可以通過分級調(diào)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(shù)的應(yīng)用以及電力裝置的集成化

光纖技術(shù)在智能變電站中的廣泛應(yīng)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(shù)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(shè)備也日益集成化，這不僅減少了設(shè)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(wù)狀態(tài)。

3.4 間歇性分布式電源接入技術(shù)

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(shè)，運用柔性并網(wǎng)技術(shù)，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(shè)備管理手段，可以實現(xiàn)設(shè)備監(jiān)測、風險預(yù)測以及輔助決策等一系列功能，使得設(shè)備的管理方式得到優(yōu)化。圖2為智能變電站設(shè)備管理示意圖。

圖2 智能變電站設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)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(yīng)保證其可以根據(jù)調(diào)度員的指令和系統(tǒng)安排，自動生成維修的內(nèi)容及步驟。(3) 依靠實時分析診斷以及在線監(jiān)測等技術(shù)，對智能變電站內(nèi)主要設(shè)備的運行情況進行監(jiān)測。

5 結(jié)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(shè)水平的高低對于智能電網(wǎng)的發(fā)展起著重要作用，建設(shè)和發(fā)展智能變電站是電力系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)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(shè)的發(fā)展和人們生活水平的提高提供更好的服務(wù)。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(shè)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。