武君

(國網(wǎng)山西省電力公司太原供電公司,山西太原 030012)

智能變站一次設備智能化技術探討

武君

(國網(wǎng)山西省電力公司太原供電公司,山西太原 030012)

在使用電網(wǎng)的時候,想要保證安全,單單依靠變電站的智能化是萬萬不可的。因為電網(wǎng)不是由智能變站一個系統(tǒng)組成的,是由其他幾個因素共同組成,因此,想要保證電網(wǎng)安全必須也要保障其他幾個系統(tǒng)的安全運行才可以,因此,變站的智能化知識確保電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟運行的手段,智能化不能犧牲電網(wǎng)原有的安全性、可靠性和經(jīng)濟性為目的。

智能變電站 定義 特征 結構 智能化

1 智能變電站的定義

智能變電站是由許多性能的設備組合而成的,這些設備具有先進、可靠、節(jié)能、環(huán)保、集成的特性。變電站以高速網(wǎng)絡通信平臺為信息傳輸基礎,可以自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監(jiān)測等各種基本功能,另外,它還可以支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等多種高級應用功能,以滿足不同的需求。

2 智能變電站的特征

智能變電站具有以下主要特征:一次設備智能化、信息交換標準化、系統(tǒng)高度集成化、運行控制自動化、保護控制協(xié)同化、分析決策在線化。高效可靠性的設備是智變電站堅實的基礎,自動協(xié)同控制、綜合分析是變電站智能的關鍵,設備信息數(shù)字化、功能集成化、結構緊湊化是智能變電站的未來發(fā)展方向。

3 智能變電站的結構

智能變電站設備分為過程層、間隔層、站控層三個部分。

(1)過程層:電力運行實時的電氣量檢測,運行設備的狀態(tài)參數(shù)檢測及其操作控制執(zhí)行與驅動是該層的主要功能。

(2)間隔層:該層的主要功能是匯總本間隔過程實時數(shù)據(jù)信息;實施對一次設備保護控制功能,實施本間隔操作閉鎖功能和操作同期及其他控制功能;對數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計運算及控制命令的發(fā)出具有優(yōu)先級別的控制功能;承上啟下的通信功能,即同時高速完成與過程層和站控層的網(wǎng)絡通信功能。必要時,上下網(wǎng)絡接口利用雙口全雙工方式,以便于提高信息通道的冗余度,保證網(wǎng)絡通信的可靠性。

(3)站控層:其主要功能是通過二級高速網(wǎng)絡匯總全站的實時數(shù)據(jù)信息,不斷更新實時數(shù)據(jù)庫,按時登錄歷史數(shù)據(jù)庫;按既定規(guī)約將相關數(shù)據(jù)信息傳輸至控制或調度中心;通過接收調度域控制中心有關控制命令,轉至間隔層、過程執(zhí)行其功能;具備可編程的在線全站操作閉鎖控制功能;具有站內(nèi)當?shù)乇O(jiān)控,人機聯(lián)系的功能;具有對過程層、間隔層各種設備的在線維護、組態(tài)及修改參數(shù)的功能;具有變電站故障自動分析和操作培訓功能。

過程層設備是聯(lián)系一次設備和二次系統(tǒng)的橋梁,它為間隔層設備提供一次設備的數(shù)據(jù)信息,完成間隔層和站控層對一次設備的調節(jié)與控制功能。間隔層設備具備并執(zhí)行對一次設備的控制、測量、保護、計量、檢測等多種功能。智能組件集控制網(wǎng)絡化、測量數(shù)字化、狀態(tài)可視化、信息互動化、功能一體化等多樣化性能于一身,涵蓋了過程層與間隔層的部分功能,包括控制、測量、保護、計量、檢測中的全部或某些功能。智能化一次設備是高壓一次設備與有關智能組件的有機化結合,結合可以是獨立運行的高壓設備加外置的智能組建,可以是高壓設備內(nèi)嵌部分智能組建再加外置智能組件,還可以是高壓設備內(nèi)嵌相關智能組件。總而言之,智能組件是一次設備實現(xiàn)智能化的關鍵途徑。

4 變電站一次設備的智能化

變電站設備主要由變壓器、斷路器、互感器、母線等一次設備和變電站自動化系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)、智能組件等二次設備構成。

智能變電站的重要標志之一是一次設備智能化。因其采用標準的信息借口,實現(xiàn)融狀態(tài)監(jiān)測、測控保護、信息通信等多樣化功能于一體,為滿足整個智能電網(wǎng)電力流、業(yè)務流、信息流一體化的需求提供有力保障及堅強基礎。智能化一次設備通過先進的狀態(tài)監(jiān)測手段和可靠的自評價體系,可以科學地監(jiān)視一次設備的運行狀態(tài),識別設備故障的早期征兆,然后以智能化一次設備分析診斷結果為輔助,為設備運維管理部門合理安排檢修和調度部門調整運行方式提供決策根據(jù),當發(fā)生故障時可以實現(xiàn)對設備進行故障分析,對故障的部位及其嚴重程度進行評估的功能。另外,大規(guī)模間隙發(fā)電和分布式發(fā)電接入,對電網(wǎng)具有很高的靈活性要求,而滿足這種要求正是以一次設備智能化作為其重要基礎。

將一次設備智能化的信息傳輸至信息一體化平臺,建立變電站狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),通過狀態(tài)監(jiān)測單元智能變電站可以實現(xiàn)對一次設備重要參數(shù)的在線監(jiān)測,作為電網(wǎng)設備管理的基礎數(shù)據(jù)支撐。通過專家系統(tǒng)分析處理后實時狀態(tài)信息可作出初步?jīng)Q策,有助于實現(xiàn)站內(nèi)智能設備自診斷性能。

智能組件是一次設備智能化的核心部分,對智能組件的要求如下:

智能組件的投入和使用不應改變和影響一次設備的正常工作及運行;智能組件需能夠連續(xù)自動地進行監(jiān)測、數(shù)據(jù)處理和存儲;智能組件須具有自檢和報警的功能;智能組件須具有良好的抗干擾能力和一定的監(jiān)測靈敏度;智能組件監(jiān)測結果須具有良好的可靠性、重復性及特定的準確度;智能組件須具有狀態(tài)標定其監(jiān)測靈敏度的功能。

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