涂璐

摘 要：隨著國家經(jīng)濟的快速發(fā)展，智能變電站也開始發(fā)展起來了，本文就關(guān)于220kV智能化變電站設(shè)計的研究與探討。

關(guān)鍵詞：220kV 智能化變電站 設(shè)計

1.智能化變電站與常規(guī)變電站的區(qū)別

1.1過程層設(shè)備。常規(guī)變電站沒有過程層設(shè)備，因此，主要設(shè)備控制和各種信息收集的保護測量和控制設(shè)備都是通過連接大量電纜來實現(xiàn)的。這種類型的連接既不能滿足主設(shè)備和次設(shè)備徹底隔離的要求，也可能導(dǎo)致二次系統(tǒng)的復(fù)雜性，難以設(shè)計。智能變電站也引入了智能設(shè)備的概念，即一次設(shè)備和智能組件的有機組合，具有數(shù)字測量，網(wǎng)絡(luò)控制，狀態(tài)可視化等功能。認(rèn)為實現(xiàn)高壓設(shè)備智能化的關(guān)鍵技術(shù)在于智能終端的設(shè)計和實現(xiàn)。1.2通信協(xié)議復(fù)雜多樣。在常規(guī)變電站中，各種輔助設(shè)備與后臺、遠(yuǎn)程調(diào)度主站之間的通信協(xié)議復(fù)雜多樣，目前常見的通信協(xié)議包括DNP，103，104和MODBUS等，智能電網(wǎng)變電站內(nèi)通信標(biāo)準(zhǔn)IEC61850是智能變電站自動化通信系統(tǒng)的新標(biāo)準(zhǔn)。

2. 220kV智能化變電站技術(shù)特點

2.1實現(xiàn)局部或全局智能控制。智能變電站展示的特征之一是對設(shè)備的臨時能量控制，然后在為類似設(shè)備采用光電技術(shù)的過程中，其本地控制柜的效果實際上等同于小型GIS控制器的效果。另外智能設(shè)備也有效實現(xiàn)，動力傳輸本身和動力設(shè)備之間。2.2引入控制終端。計算機終端是變電站運行操作過程的核心，變電站顯示的實際運行狀態(tài)可以相互比較，可以通過計算機終端直接計算出來，并且可以在很短的時間內(nèi)進行判斷和處理。2.3光纖技術(shù)的應(yīng)用和集成化電力裝置。光纖技術(shù)本身采用了相關(guān)措施，有效地滿足了變電站內(nèi)各控制層所表現(xiàn)的有關(guān)地方城市網(wǎng)絡(luò)管理的要求。在此基礎(chǔ)上，在傳輸過程中傳輸大量數(shù)據(jù)，光纖技術(shù)可以使傳輸系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠。電能檢測設(shè)備本身表現(xiàn)出設(shè)備，管理設(shè)備，主要屬于一種計算機數(shù)字技術(shù)應(yīng)用。2.4分級控制技術(shù)的應(yīng)用。分布式控制技術(shù)的應(yīng)用有效降低了中央處理設(shè)備的負(fù)荷，降低了潛在風(fēng)險，提高了設(shè)備的工作效率。該技術(shù)的實現(xiàn)原理是分別在三層安裝具有智能控制和處理能力的設(shè)備，實現(xiàn)自身的分級控制優(yōu)勢。

3.220kV智能化變電站設(shè)計

3.1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。變電站系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的核心組件是高速以太網(wǎng)。其通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)是IEC61850。變電站系統(tǒng)包括三個主要網(wǎng)絡(luò)：站控層，間隔層和過程層。引言如下：站控層網(wǎng)絡(luò)采用雙星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，選用100Mbps以太網(wǎng)，冗余網(wǎng)絡(luò)采用雙網(wǎng)雙工方式運行，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)無縫切換，站控層網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)間隔層設(shè)備與站控層設(shè)備之間的通信，間隔與間隔之間的非實時通信也在站控層網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)。過程層網(wǎng)絡(luò)處理過程層和間隔層裝置之間的通信，通信方式分為點對點和網(wǎng)絡(luò)方式。過程層網(wǎng)絡(luò)包括GOOSE網(wǎng)和SV網(wǎng)，一般采用GOOSE和SV共網(wǎng)傳輸方式。3.2二次設(shè)備配置。3.2.1保護配置方案。（1）220kV母線保護。變電站的實際規(guī)模根植于此，為220kV母線配置雙向微機差動保護。為了促進母線保護的雙重化，終端一體化設(shè)備應(yīng)安裝在每臺智能交流控制柜內(nèi)線路和總線。為相對獨立的GOOSE傳輸選擇輸入量。（2）220kV總線連接和段保護。220kV母線和分段應(yīng)分別配備2套計算機式分體保護裝置，修改后的裝置應(yīng)具備測量和控制功能，并安裝在智能交換控制柜上。斷開間隔時，最好選擇直跳方式來處理保護裝置?？鐓^(qū)間信息可適當(dāng)用于GOOSE網(wǎng)絡(luò)傳輸。（3）主變保護。變壓器保護根據(jù)雙重配置，每個保護都必須有自己的主備保護功能。變壓器保護可以直接采樣，GOOSE網(wǎng)絡(luò)可以接收故障保護跳閘命令，然后執(zhí)行跳變動作。

3.2.2測控配置方案。首先，可以選擇220kV電壓等級作為綜合測控裝置，分別連接主變壓器和母線；其次，220kV母線測控裝置應(yīng)分開配置；第三，監(jiān)測和控制保護裝置應(yīng)適應(yīng)以下要求：主要設(shè)備應(yīng)反映兩套設(shè)備的操作信息；兩套保護和張力測量設(shè)備應(yīng)進行隔離和開放控制；第四，斷電報警信號應(yīng)配置獨立的保護裝置，可選擇其他報警信號進行網(wǎng)絡(luò)輸出。

3.2.3交換機配置方案。站控層和間隔層網(wǎng)絡(luò)采用雙重化星形以太網(wǎng)絡(luò)，過程層網(wǎng)絡(luò)按電壓等級設(shè)置，10kV不設(shè)置過程層網(wǎng)絡(luò)。除保護直采直跳外，其余SV、GOOSE組網(wǎng)傳輸，220kV及110kVGOOSE網(wǎng)和SV網(wǎng)合并設(shè)置，220kV采用雙重化星形以太網(wǎng)絡(luò)、除主變間隔外的110kV間隔組單星形以太網(wǎng)絡(luò)。220kV及主變高、中壓側(cè)每個間隔配置2臺過程層交換機，110kV線路每2個間隔配置1臺交換機，主變低壓側(cè)不設(shè)專用交換機，低壓側(cè)設(shè)備接入主變110kV側(cè)交換機。

3.2.4高級應(yīng)用

（1）順序控制。順序控制包括站內(nèi)間隔內(nèi)操作及跨間隔操作，是基于變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集，包括變電站所有實時遙信量、模擬量及其他輔助遙信量，順序控制還需具有防誤閉鎖、事件記錄等功能。（2）智能告警及故障信息綜合分析決策。建立變電站故障信息的邏輯和推理模型，在故障情況下對包括事件順序記錄信號及保護裝置、相量測量、故障錄波等數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)挖掘、多專業(yè)綜合分析，并將變電站故障分析結(jié)果以簡潔明了的可視化界面綜合展示。（3）設(shè)備狀態(tài)可視化。采集主要一次設(shè)備狀態(tài)信息，重要二次設(shè)備的告警和自診斷信息、二次設(shè)備檢修壓板信息以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備狀態(tài)信息，進行可視化展示并發(fā)送到上級系統(tǒng)，為電網(wǎng)實現(xiàn)基于狀態(tài)檢測的設(shè)備全壽命周期綜合優(yōu)化管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。（4）支撐經(jīng)濟運行與優(yōu)化控制。系統(tǒng)提供智能負(fù)荷優(yōu)化控制功能，根據(jù)預(yù)設(shè)的減載策略，在主變過載時自動計算出切負(fù)荷策略，或接收調(diào)度主站端或集控中心的調(diào)節(jié)目標(biāo)值計算出切負(fù)荷策略。并將切負(fù)荷策略上送給調(diào)度主站端或集控中心確認(rèn)后執(zhí)行。

4.結(jié)束語

綜上所述，我們要對220kV的智能變電站的工程要有一些了解，來適應(yīng)新電網(wǎng)的發(fā)展，減少電網(wǎng)的故障。

參考文獻：

[1] 彭鵠，田娟娟，陳燕，閆培麗，史京楠.重慶大石220kV新一代智能變電站優(yōu)化設(shè)計[J].電力建設(shè)，2013，34（07）：30-36.

[2] 苗文靜.220kV智能變電站設(shè)計方案及應(yīng)用[D].華北電力大學(xué)，2013.