朱質(zhì)珊 劉龍

摘 要：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷提高，變電站也由原來的自動(dòng)化向著智能化的方向發(fā)展。因此，實(shí)現(xiàn)變電站繼電保護(hù)的智能化，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：智能化變電站;繼電保護(hù);智能化變

現(xiàn)階段，電力系統(tǒng)的相關(guān)部門致力于實(shí)現(xiàn)變電站的智能化，以滿足國(guó)內(nèi)各個(gè)領(lǐng)域?qū)╇娤到y(tǒng)日益升高的要求。因此，實(shí)現(xiàn)變電站以及繼電保護(hù)的智能化，對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)的智能化建設(shè)有著極為重要的意義。

1 智能化變電站技術(shù)

智能化變電站建立在智能化的設(shè)備以及控制技術(shù)的基礎(chǔ)之上，能夠?qū)δ壳暗墓╇娋W(wǎng)絡(luò)以及電力系統(tǒng)日常運(yùn)行的安全性能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行期間存在問題的環(huán)節(jié)進(jìn)行預(yù)報(bào)并準(zhǔn)確鎖定。智能化變電站的形成依賴于一次、二次設(shè)備，通信網(wǎng)絡(luò)以及智能管理體系，這也是變電站實(shí)現(xiàn)智能化的重要標(biāo)志之一?？傮w而言，我國(guó)的智能化變電站繼電保護(hù)技術(shù)依然處于初級(jí)階段。

相對(duì)傳統(tǒng)的變電站而言，智能化變電站最為突出的特點(diǎn)在于其所運(yùn)用的智能化技術(shù)，大大降低了相關(guān)數(shù)據(jù)在傳輸方面的難度。加之智能化變電站所使用的變壓器為數(shù)字化變壓器，其自身能量的消耗相對(duì)較低，對(duì)大大降低了能源的消耗。

2傳統(tǒng)變電站的缺陷

2.1 不能滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)高可靠性的要求

傳統(tǒng)變電站的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置、遠(yuǎn)動(dòng)裝置等采用的都是電磁型或晶體管式設(shè)備，這些設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性不高，缺乏自我檢查故障的能力。一旦出現(xiàn)故障，都是依靠對(duì)常規(guī)二次系統(tǒng)進(jìn)行定期的測(cè)試和校驗(yàn)來發(fā)現(xiàn)問題，這樣的工序相當(dāng)復(fù)雜，而且裝置的可靠性能差。另外維護(hù)人員在定期檢測(cè)中由于粗心弄錯(cuò)了裝置，以至于隱患的狀況經(jīng)常發(fā)生也。傳統(tǒng)的變電站硬件設(shè)備功能是獨(dú)立的，彼此間的聯(lián)系很少，設(shè)備型號(hào)龐雜，在組合過程中協(xié)調(diào)性差，也容易造成設(shè)計(jì)隱患。

2.2 供電質(zhì)量缺乏科學(xué)性的保證

隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，人民生活水平和生活質(zhì)量不斷的提高，人們用電量越來越大，加上工業(yè)用電和農(nóng)業(yè)用電，使得電網(wǎng)供電負(fù)荷加大，電網(wǎng)運(yùn)行隨時(shí)可能出現(xiàn)故障。電能質(zhì)量主要是通過電壓、電流強(qiáng)度來體現(xiàn)的，電壓合格與否不單單是靠發(fā)電廠調(diào)節(jié)，各變電站，特別是樞紐變電站也應(yīng)該通過調(diào)節(jié)分接頭位置和控制無功補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，使其運(yùn)行合格范圍。傳統(tǒng)的變電站，大多數(shù)不具備調(diào)壓手段，以至于很容易出現(xiàn)各種問題，一旦問題發(fā)生，不能采取有效的補(bǔ)救措施，且缺乏科學(xué)的電能質(zhì)量考核辦法，不能滿足目前發(fā)展的電力市場(chǎng)的需求。

2.3 不適應(yīng)電力系統(tǒng)快速計(jì)算和實(shí)時(shí)控制的要求

電力系統(tǒng)要做到優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定、安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，必須及時(shí)掌握系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，才能采取一系列的自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)手段。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸電、變電和配電將電能供應(yīng)到各用戶。為實(shí)現(xiàn)這一功能，電力系統(tǒng)在各個(gè)環(huán)節(jié)和不同層次還具有相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng)，對(duì)電能的生產(chǎn)過程進(jìn)行測(cè)量、調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)、通信和調(diào)度，以保證用戶獲得安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的電能。

傳統(tǒng)的變電站主要用指示燈顯示監(jiān)控操作，通過模擬式表盤來反映出模擬量瞬時(shí)值，由于缺乏科學(xué)的技術(shù)保證，大部分的歷史數(shù)據(jù)、操作記錄以及事件記錄都是靠手工完成的。這種方式不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且準(zhǔn)確性也不高，不能向調(diào)度中心及時(shí)的提供科學(xué)的運(yùn)行數(shù)據(jù)。這些參數(shù)采集不齊，不準(zhǔn)確，變電站本身又缺乏自動(dòng)控制和調(diào)控手段，因此沒法進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，不利于電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

3智能化變電站的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

3.1 能夠?qū)崿F(xiàn)變電站內(nèi)信息資源共享

智能化變電站是在ICE61850標(biāo)準(zhǔn)和通信規(guī)范的基礎(chǔ)之上，利用智能化一次設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備構(gòu)建，從而實(shí)現(xiàn)變電站智能化電氣設(shè)備之間信息資源的共享、變電站自動(dòng)化操作、以及變電站統(tǒng)一管理。利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能化電網(wǎng)調(diào)度。引進(jìn)先進(jìn)、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化，達(dá)到變電站內(nèi)資源的共享。自動(dòng)完成信息采集、測(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測(cè)等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動(dòng)等高級(jí)功能的變電站。智能化變電站各類數(shù)據(jù)從源頭實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，從而真正實(shí)現(xiàn)信息集成、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)共享。在電流、電壓的采集環(huán)節(jié)采用智能化電氣測(cè)量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了電氣量數(shù)據(jù)采集的智能化應(yīng)用以及常規(guī)變電站的裝置向智能化變電站轉(zhuǎn)變，為實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)提供了基礎(chǔ)。它打破了常規(guī)變電站那種功能單一的局，改變了硬件重復(fù)配置、信息不能共享、投資成本大的困局，實(shí)現(xiàn)了變電站由原來分散的二次系統(tǒng)裝置，轉(zhuǎn)變成為信息集成和功能合理優(yōu)化、整合的智能化設(shè)備。

3.2 智能化變電站系統(tǒng)各設(shè)備密切相連

智能化變電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)間各設(shè)備間是相互聯(lián)系的，體積小、重量輕的數(shù)字化電氣檢測(cè)系統(tǒng)有效的將變電站機(jī)電一體化、設(shè)計(jì)理念相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)智能化開關(guān)設(shè)備系統(tǒng)。對(duì)智能化一次設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一建模，資源采用統(tǒng)一的規(guī)則，變電站內(nèi)及變電站與控制中心之間實(shí)現(xiàn)了無障礙通信，從而簡(jiǎn)化系統(tǒng)維護(hù)、配置和工程實(shí)施。

3.3 起全面監(jiān)測(cè)確保變電站安全運(yùn)行

在智能化變電站設(shè)備能夠?qū)ψ冸娬緝?nèi)起到全局監(jiān)測(cè)，確保變電站內(nèi)各設(shè)備安全、穩(wěn)定、科學(xué)運(yùn)行。在智能化變電站中，可以有效地獲取電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)、各種智能電子裝置IED的故障和動(dòng)作信息及信號(hào)回路狀態(tài)。智能化變電站中能夠自動(dòng)進(jìn)行全面的監(jiān)控，在設(shè)備狀態(tài)特征量的采集上沒有盲區(qū)。設(shè)備檢修策略可以從常規(guī)變電站設(shè)備的"定期檢修"變成"狀態(tài)檢修"，這將大大提高系統(tǒng)的可用性。

4智能化變電站繼電保護(hù)發(fā)展方向

隨著用電的不斷增加，智能電網(wǎng)將改變傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷先進(jìn)，大量先進(jìn)技術(shù)運(yùn)用到電網(wǎng)電力系統(tǒng)中，必然對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)帶來重大影響。電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不斷復(fù)雜化、智能電網(wǎng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化引領(lǐng)我國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)是向著計(jì)算機(jī)化、智能化、科學(xué)化和數(shù)據(jù)通信一體化的方向發(fā)展。智能電網(wǎng)的建設(shè)是電力系統(tǒng)的一次重大變革，也將給繼電保護(hù)專業(yè)領(lǐng)域帶來歷史性的變化。隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高，網(wǎng)絡(luò)化與智能化的繼電保護(hù)規(guī)模將不斷擴(kuò)大，不斷解決現(xiàn)實(shí)生活中出現(xiàn)的各種問題，為智能電網(wǎng)提供技術(shù)支撐。未來，利用數(shù)字化、智能化提高保護(hù)性能、數(shù)字化變電站條件下繼電保護(hù)的安全性、提高安全自動(dòng)裝置性能、研究適應(yīng)智能電網(wǎng)靈活控制的繼電保護(hù)新原理與新技術(shù)等等，都將成為未來繼電保護(hù)發(fā)展需要研究的核心問題。

5結(jié)語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電能源的大量消耗給我國(guó)電網(wǎng)運(yùn)行帶來了巨大的挑戰(zhàn)。為了滿足人們的物質(zhì)生活水平以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，轉(zhuǎn)變我國(guó)能源的消費(fèi)結(jié)構(gòu)，不斷引進(jìn)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，我國(guó)電力系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化，從而為我國(guó)電網(wǎng)的安全運(yùn)行提供保證，為社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制下的工業(yè)以及農(nóng)業(yè)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供能源動(dòng)力。根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)的智能化建設(shè)部署，智能化變電站建設(shè)使用將成為未來變電站的主要發(fā)展方向，同時(shí)也是傳統(tǒng)變電站的改造方向，當(dāng)然在改造和發(fā)展過程中將面臨很多問題和挑戰(zhàn)，就需要我們廣大技術(shù)的研發(fā)人員不斷比較、不斷探索、不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

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