智能變電站技術(shù)要求和管理建議

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摘要：《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》及相關(guān)規(guī)范的出臺(tái)，將為智能變電站建設(shè)與在運(yùn)變電站智能化改造提供指導(dǎo)和規(guī)范。智能變電站是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)和支撐，是變電站建設(shè)的發(fā)展方向。本文先是從釋義談起，隨后就智能變電站的技術(shù)要求進(jìn)行了分析研究，并針對(duì)智能變電站的運(yùn)行維護(hù)及應(yīng)急事故處理特點(diǎn)提出管理建議。 

關(guān)鍵詞：智能變電站技術(shù)要求建議  中圖分類號(hào)：tm411文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： a 文章編號(hào)：  2012年07月11日《中國能源報(bào)》報(bào)道：我國首座330千伏等級(jí)智能變電站新盛變電站在西安投運(yùn)，標(biāo)志著我國依靠自主創(chuàng)新成功地在智能電網(wǎng)科研、設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、施工、運(yùn)行維護(hù)技術(shù)上取得了新突破，也標(biāo)志著我國掌握了330千伏智能變電站的技術(shù)。至此，我國的智能變電站進(jìn)入全面建設(shè)時(shí)期。  一、智能變電站釋義  1、智能變電站釋義。根據(jù)《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》的定義，智能變電站是采用先進(jìn)、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動(dòng)完成信息采集、測量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測等基本功能，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。它基于iec61850標(biāo)準(zhǔn)，體現(xiàn)了集成～ 體化、信息標(biāo)準(zhǔn)化、協(xié)同互動(dòng)化的特征。智能電網(wǎng)的建設(shè)是對(duì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的一次設(shè)備智能化、高級(jí)應(yīng)用、對(duì)智能電網(wǎng)的支撐等功能提出了新的要求，智能變電站是變電站整體技術(shù)的跨越和未來變電站發(fā)展的方向。  2、 智能變電站的建設(shè)原則。一是智能變電站的設(shè)計(jì)及建設(shè)應(yīng)遵循“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一建設(shè)”的原則，應(yīng)按照dl/t1092三道防線要求，滿足dijl”“755三級(jí)安全穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn);滿足gb廠i、14285繼電保護(hù)選擇性、速動(dòng)性、靈敏性、可靠性的要求;二是遵守《電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)總體方案》。實(shí)現(xiàn)高壓設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息采集功能的接收、執(zhí)行指令，反饋執(zhí)行信息，實(shí)現(xiàn)保護(hù)宿主高壓設(shè)備功能的邏輯元件(即測量、控制、保護(hù)等單元)應(yīng)滿足相應(yīng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn);建立包含電網(wǎng)實(shí)時(shí)同步運(yùn)行信息、保護(hù)信息、設(shè)備狀態(tài)、電能質(zhì)量等各類數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化信息模型，滿足基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的完整性及一致性的要求。其采集的變電站數(shù)據(jù)不僅包含實(shí)時(shí)穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，還要有信息模型、設(shè)備在線監(jiān)測、視頻等數(shù)據(jù)。  二、智能變電站技術(shù)要求  1、 智能變電站體系結(jié)構(gòu)。智能變電站系統(tǒng)分為3層：過程層、間隔層、站控層。一是過程層包含由一次設(shè)備和智能組件構(gòu)成的智能設(shè)備、合并單元和智能終端，完成變電站電能分配、變換、傳輸及其測量、控制、保護(hù)、計(jì)量、狀態(tài)監(jiān)測等相關(guān)功能。二是間隔層設(shè)備一般指繼電保護(hù)裝置、測控裝置、故障錄波等二次設(shè)備，實(shí)現(xiàn)使用一個(gè)間隔的數(shù)據(jù)并且作用于該問隔一次設(shè)備的功能，即與各種遠(yuǎn)方輸入/輸出、智能傳感器和控制器通信。三是站控層包含自動(dòng)化系統(tǒng)、站域控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、對(duì)時(shí)系統(tǒng)等子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)面向全站或一個(gè)以上～次設(shè)備的測量和控制功能，完成數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制(sca—da)、操作閉鎖以及同步相量采集、電能量采集、保護(hù)信息管理等相關(guān)功能。站控層功能應(yīng)高度集成，可在一臺(tái)計(jì)算機(jī)或嵌入式裝置實(shí)現(xiàn)，也可分布在多臺(tái)計(jì)算機(jī)或嵌入式裝置中。  2、智能設(shè)備。高壓設(shè)備是電網(wǎng)的基本單元，高壓設(shè)備智能化(或稱智能設(shè)備)是智能電網(wǎng)的重要組成部分，也是區(qū)別傳統(tǒng)電網(wǎng)的主要標(biāo)志之一。利用傳感器對(duì)關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備可觀測、可控制和自動(dòng)化是智能設(shè)備的核心任務(wù)和目標(biāo)。在滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的情況下，可進(jìn)行功能一體化設(shè)計(jì)，一是將傳感器或/,u執(zhí)行器與高壓設(shè)備或其部件進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，以達(dá)到特定的監(jiān)測或/,u控制目的；二是將互感器與變壓器、斷路器等高壓設(shè)備進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，以減少變電站占地面積；三是在智能組件中，將相關(guān)測量、控制、計(jì)量、監(jiān)測、保護(hù)進(jìn)行一體化融合設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)一、二次設(shè)備的融合。  3、智能設(shè)備的操作。智能化的高壓設(shè)備操作宜采用順序控制，滿足無人值班及區(qū)域監(jiān)控中心站管理模式的要求;可接收?qǐng)?zhí)行監(jiān)控中心、調(diào)度中心和當(dāng)?shù)睾笈_(tái)系統(tǒng)發(fā)出的控制指令，經(jīng)安全校核正確后自動(dòng)完成符合相關(guān)運(yùn)行方式變化要求的設(shè)備控制，即應(yīng)能自動(dòng)生成不同的主接線和不同的運(yùn)行方式下的典型操作票; 自動(dòng)投退保護(hù)軟壓板;當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)緊急缺陷時(shí)，具備急停功能。  4、智能變電站的高級(jí)功能。一是智能變電站設(shè)備實(shí)現(xiàn)廣泛的在線監(jiān)測，使設(shè)備狀態(tài)檢修更加科學(xué)可行。對(duì)主變、hgis/gis、避雷器等設(shè)備實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測，監(jiān)測的參量為主變油色譜、hgis/gissf6氣體微水和局部放電、避雷器泄漏電流、次數(shù)等。二是多信息融合技術(shù)從多信息的視角進(jìn)行處理及綜合，得到各種信息的內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律，從而剔除無用的和錯(cuò)誤的信息，保留正確的和有用的成分，最終實(shí)現(xiàn)信息的優(yōu)化。三是防誤功能擴(kuò)展應(yīng)用。第一相對(duì)于常規(guī)變電站的防誤閉鎖，智能變電站增加了監(jiān)控中心層面的防誤閉鎖邏輯。第二全站所有隔離開關(guān)、接地開關(guān)防誤操作方式為：遠(yuǎn)、近控均采用邏輯防誤加本間隔電氣節(jié)點(diǎn)防誤。四是智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)上安裝有智能告警及事故信息綜合分析決策系統(tǒng)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行分類顯示處理，提取故障報(bào)警信息，輔助故障判斷及處理另外，告警信息可按廠站或間隔進(jìn)行過濾，即只顯示某個(gè)廠站或間隔的信息。五是智能操作票系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)包含順序控制軟件和五防聯(lián)閉鎖軟件的功能。系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞慕泳€模型識(shí)別，開票規(guī)則的用戶自定制，操作票的智能推理，業(yè)務(wù)表單的自由定制，多種開票方式的靈活切換，操作票生命周期的全過程管理;采用徹底的圖票一體化技術(shù)，保證整個(gè)過程的安全、實(shí)時(shí)、可靠。六是電壓無功控制系統(tǒng)將區(qū)域子系統(tǒng)電壓控制作為第二級(jí)控制，以子系統(tǒng)的電壓合格、經(jīng)濟(jì)和最少操作次數(shù)為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)內(nèi)上下級(jí)變電站之間的智能協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)內(nèi)各變電站之間的智能協(xié)調(diào)控制。無功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)首先從調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，送入電壓分析模塊和無功分析模塊進(jìn)行綜合分析，形成變電所主變分接頭調(diào)節(jié)指令、變電所電容器投切指令、多主變經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指令，交由調(diào)度中心或集控中心控制系統(tǒng)執(zhí)行。  三、智能變電站運(yùn)行管理  當(dāng)前電力系統(tǒng)中相當(dāng)一部分的變電站還是實(shí)行有人值班、設(shè)備定期檢修的模式。智能變電站的建設(shè)與發(fā)展無疑給廣大從事電力設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、檢修、運(yùn)行人員帶來挑戰(zhàn)。變電站安全運(yùn)行將直接影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性，為確保其安全運(yùn)行，建議應(yīng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行管理。一是智能變電站設(shè)備檢修，應(yīng)能依托順序控制及工作票自動(dòng)管理系統(tǒng)， 自動(dòng)生成設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的安全措施卡，指導(dǎo)檢修設(shè)備進(jìn)行可靠、有效的安全隔離。二是工作票自動(dòng)管理系統(tǒng)應(yīng)能根據(jù)系統(tǒng)方式的安排和調(diào)度員的指令，自動(dòng)生成相關(guān)內(nèi)容和步驟，并能與順序控制步驟進(jìn)行自校核和自監(jiān)控。三是通過在線監(jiān)測和實(shí)時(shí)分析診斷等技術(shù)，能對(duì)站內(nèi)主要設(shè)備健康狀況進(jìn)行監(jiān)測。建立站內(nèi)全景數(shù)據(jù)的統(tǒng)一信息平臺(tái)，供系統(tǒng)層各高級(jí)應(yīng)用子系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的數(shù)據(jù)存取訪問及向調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行上送。其中，信息一體化平臺(tái)作為未來變電站的信息出口，可用于變電站的監(jiān)視與控制，安裝于安全一區(qū);為了確保變電站的安全性要求，信息一體化平臺(tái)獨(dú)立于目前的監(jiān)控系統(tǒng)，其實(shí)施不影響站內(nèi)設(shè)備正常的運(yùn)行和控制。四是明確智能輔助控制系統(tǒng)的功能，研究相關(guān)實(shí)現(xiàn)技術(shù)。  注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)用pdf形式查看。