智能变电站的内涵及发展趋势分析

智能变电站的内涵及发展趋势分析

(国网湖北省电力公司检修公司湖北武汉)

摘要:随着现代化技术的不断发展,我国变电站也呈现日新月异的变化,尤其是具有低功率、数字化且更为紧凑的新一代电流与电压互感器的诞生,使得电网中的高电压以及大电流都能够有效转化为低电的平信号以及数字信号,以太网也被广泛应用到电站的数据采集与传输过程中,变电站越来越自动化、智能化,在传统变电站的基础上获得了巨大的发展。本文主要就智能变电站的含义进行探讨,从智能变电站的特征出发,探究其未来发展方向。

关键字:智能变电站;内涵;发展趋势

从2009年开始,国家电网就电网建设提出了新的目标,要求在遵循统一规划、统一建设、按照统一标准的原则上自主创新,围绕高压电网建设协调各级电网建设,并提出了具体的发展规划,其中就涉及到具有信息化、自动化、互动化的智能变电站技术。积极开展智能变电站建设是实现智能电网综合发展的关键于支撑,为了实现电网维护的高效率,必然要求实现各种设备信息数字化、设备功能的集成化、电网结构的紧凑化。

一、智能变电站的概念

从与变电站相关的指导文件来看,智能变电站主要指的是为了实现变电站信息的数字化、通信平台的网络化、信息分享的标准化的具体要求,借助具有集成、可靠、环保的先进智能设备来开展信息的收集、数据的测量、设备的控制与保护检测等操作,甚至包括智能调节、自动控制、分析决策等高级功能在内的变电站,具有高度的集成一体化、高度统一的信息标准、整体的协调互动等明显特征。

(一)数字化变电站涵义

在智能变电站概念出现之前的主流是数字化变电站,它指的是在遵守国际通信规范的基础上严格展昭过程层、间隔层以及站控层的结构体系借助智能化与网络自动化设备实现信息的采集、传输、共享以及操作的现代化变电站。数字化变电站将运行过程中的信息从传统的模拟信息转变为数字信息,并搭建起相应的信息网络,它主要强调的是手段的数字化,但是随着技术的不断发展,变电站自动化水平越来越高,对电网建设也提出了新的要求,需要在数字化变电站的基础上不断进行技术突破。

(二)智能变电站内涵

在智能变电站设计建设过程中一般都会按照统一的标准进行统一规划,开展统一建设,在这个过程中严格遵守《电力二次系统安全防护总体方案》,按照DL/T1092三道防线要求的同时满足DL/T755三级安全稳定标准,还需要满足GB/T14285继电保护在灵敏性、选择性、可靠性以及速动性层面的需求。在智能变电站中,不仅能够实现对设备的信息采集与指令执行功能,还能够建立表转化的信息模型,确保数据的完成性与可靠性,同时还能够对设备进行在线监测,与数字化变电站相比,智能变电站更加先进、具有更为明显的智能功能,主要表现出以下功能:

(一)一次设备智能化

一次设备智能化集数字化标准、信息化接口以及在线监测与保护于一体,是实现整个电网智能一体化发展的基本需求。

(二)二次设备网络化

智能变电站中所采用的二次设备都是借助标准化、模块化的微机处理完成设计制造的,实现网络化。变电站内的二次设备,如继电保护、测量控制装置、远动装置、故障录波装置、无功补偿、网络安全监测设备以及正在发展中的在线状态检测装置设备等全部基于标准化、模块化的微处理机设计制造。

(三)信息交互标准化

智能变电站从过程到控制中心都统一采用IEC61850规约,将变电站内外的信息交互与共享进行标准化处理。

(四)设备检修状态化

智能变电站能够通过先进的检测手段对设备的状态、可靠性、寿命等进行检修分析,当遇到设备运行故障时能够开展故障分析,及时识别故障早期预兆,在故障发生之前及时开展维修工作。

(五)管理运维自动化

智能变电站拥有程序化的操作功能,当接收到监控中心与调度中心的指令后能够做出相应的操作,自动完成运行操作,能够实现无人值班,开展区域监控中心站监控管理。

三、智能变电站未来发展方向

(一)一次设备智能化水平不断提升

随着技术的不断发展,电子式互感技术、在线监测技术等都会越来越成熟与完善,并且在智能变电站中得到更加广泛的应用。虽然智能开关、智能变压器等关键技术依然没有走出理论研究阶段,还主要是借助旧有的设备与最新的智能配件组合实现智能功能,但是在这个过程中各个设备元件都会不断出现融合趋势,形成一个个智能设备。这些由二次设备厂家开发出来的智能组件借助传统电缆与一次设备进行连接,越来越趋于一体化,在未来一次智能设备与二次智能设备将会越来越难以有效区分。

(二)IEC61850规约应用不断得到完善

目前我国智能变电站设备生产厂家虽然都是依据IEC61850规约开展生产,但是每一个厂家可能对其都有自己个性化的理解,而国内针对IEC61850规约存在争议的地方没有做出统一的规定与解释,因此可能会出现不同厂家的产品无法实现光纤通信,智能变电站采购设备只能一家独大。同时国内智能化设备还没有走出开发阶段,无论是采样速度还是数据传输的可靠性都需要进一步提升,因此智能设备厂家针对IEC61850规约应用的将会不断得到完善与发展。

(三)对设备运行的稳定性越来越关注

国家对于每一个新产品的研发、试运行到成熟的每一个阶段都有着明确的规定,虽然当前我国智能设备的生产研发有开展相关的实验,凡是实验室环境与设备未来投入实际使用的环境相比依然过于单一,会影响到设备长期运行中的稳定性,特别是传感器等含有电子电路的智能设备,长期处于户外环境会令其使用寿命收到怀疑,一旦遇到故障,还需要停电开展维修工作。

(四)关于智能变电站的相关规定与配套设备将会及时跟进

目前我国国家电网公司已经针对智能电网建设发布了包括设备技术规范、变电站调试方案、智能设备特殊验收方法等在内的相关规定与规范,并且针对智能变电站配备了包括调试工具、特殊单元调试工具以及新设备实验工具等在内的配套设施,这些并不能完全满足智能变电站的需求,在后续的建设过程中将会不断进行完善与跟进。

(五)智能变电站与调度中心的交互规约将会朝统一化方向发展

随着IEC61850规约的不断应用,变电站内不同设备的信息模型与交互流程都得到了有效统一,这使得不同设备与系统之间的互操作性得到大大提升,从整体上提升了智能变电站的互动水平,但是在调度中心所在用的依然是IEC60870-5-104或DNP3.0规约,为了改变现有的变电站内部与外部之间标准应用不统一的问题,未来整个电网都将对交互规约进行统一化,以便于更好的推进智能变电站的发展。

(六)人们对智能变电站的认识将会进一步提高

虽然智能电网建设的口号已经喊得热火朝天,作为智能电网建设的关键环节,智能变电站的作用毋庸置疑,因此各地也在如火如荼的开展智能变电站的相关建设工作,在建设过程中,人们对智能变电站的认识将会从过去简单的认为将设备进行更换,建立IEC61850规约,就是完成了变电站的智能化改造转变为通过设备的智能化实现功能的高级化的更深层的认识。

严格来说,智能变电站所使用的应该是智能一次设备,但是由于技术层面的原因,我国还没有能够真正实现一次智能的设备,依然需要借助二次设备来实现,更多的依然是终端智能。国内大多数变电站就是借助这种形式开展控制管理,只能说是数字化,并不是真正的智能化。需要看到的是,数字化的发展为智能化发展奠定了基础,通过实现变电站智能化能够使得变电站的自动化管理水平得到进一步的发展,无论是安装还是后续的监控环节,所需要的运维工作大大缩减。可见,智能变电站是现阶段变电站自动化技术发展的必然趋势,无论是从生产还是管理上看,都有其紧迫性,需要不断探索,推动器进一步发展。

参考文献:

[1]马其燕,秦立军.智能电网发展状况及其实现建议[J].电力需求侧管理,2010,12(3):34-37.

[2]罗明志.智能电网综述[J].中国电力教育,2010(16):239-241.

[3]李越冰,刘洋.智能电网发展分析[J].中国电力教育,2010(19):265-266.

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