智能變電站關(guān)鍵技術(shù)

1、 智能變電站關(guān)鍵技術(shù) 羅紅+王國玉摘 要 智能變電站已成為世界各國電力行業(yè)應(yīng)對全球能源與環(huán)境問題的共同選擇，是當(dāng)前國內(nèi)外電力系統(tǒng)技術(shù)研究和工程建設(shè)的熱點。變電站智能化是建設(shè)智能電網(wǎng)的重要環(huán)節(jié)之一?？梢宰詣油瓿尚畔⒉杉?、測量、控制、保護(hù)、計量和監(jiān)測等基本功能。同時具備智能告警、順序控制等高級應(yīng)用功能。本文針對智能變電站的現(xiàn)狀及關(guān)鍵的技術(shù)問題進(jìn)行一些系統(tǒng)的研究?！娟P(guān)鍵詞】技術(shù) 智能變電站新一代智能變電站是電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，它突破了常規(guī)變電站的技術(shù)發(fā)展并且在一次設(shè)備智能化運(yùn)行以及二次調(diào)試運(yùn)行上存在一定的突破，變電站智能化的關(guān)鍵在二次設(shè)備與技術(shù)，一次設(shè)備智能化也是通過二次設(shè)備與技術(shù)來實現(xiàn)的。1

2、智能變電站數(shù)字化變電站的進(jìn)一步演化是智能變電站，它具備一次設(shè)備智能化、全站信息數(shù)字化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化、高級應(yīng)用互動化等重要特征。智能變電站概念如圖1所示。2 變電站技術(shù)發(fā)展變電站自動化技術(shù)發(fā)展歷程大體可分為三個階段，即是早期的遠(yuǎn)動技術(shù)、中期的監(jiān)控技術(shù)和近期的變電站自動化技術(shù)。智能變電站二次系統(tǒng)的實施程度可分為三個階段：站控層和間隔層之間的mms網(wǎng)絡(luò)；mms和goose兩個網(wǎng)絡(luò)，在第一個階段的基礎(chǔ)上，重點實踐了間隔層設(shè)備間聯(lián)系，包括保護(hù)、測控間的goose聯(lián)閉鎖、保護(hù)測控和智能終端的倆系；mms、goose和smv三個網(wǎng)絡(luò)。智能變電站常見的三種對時方式：sntp、irig-b和ieee1588。

3、3 二次設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)3.1 技術(shù)特點智能變電站框架結(jié)構(gòu)如圖2所示。在邏輯上由站控層網(wǎng)絡(luò)、間隔層網(wǎng)絡(luò)、過程層網(wǎng)絡(luò)組成。站控層mms網(wǎng)主要用于站控層設(shè)備和間隔層設(shè)備的信息交換，主要用于監(jiān)視間隔層設(shè)備的控制信息。過程層goose網(wǎng)絡(luò)主要用于保護(hù)設(shè)計之間的連閉鎖信息交互、間隔層與過程層設(shè)備之間控制命令傳遞及斷路器與隔離開關(guān)等開關(guān)量信息的采集。過程層sv網(wǎng)絡(luò)用于傳輸電子式互感器所產(chǎn)生的電氣量采集值給故障錄波器或測控裝置。3.2 校時方式智能變電站中，常見的對時方式有irig-b碼對時，ieee1588精確時間協(xié)議及snip簡單網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議。irig-b碼對時在系統(tǒng)中應(yīng)用多年，可用于全站所有設(shè)備的對時，單

4、是需要單獨(dú)對時網(wǎng)絡(luò)。ieee1588對時要求設(shè)備以太網(wǎng)芯片硬件能夠支持時間截的生成。snip對時主要采用客戶機(jī)/服務(wù)器模式，對交換機(jī)也沒有特殊要求，在智能變電站中一般用于后臺系統(tǒng)和遠(yuǎn)動機(jī)的對時。3.3 故障錄波器與網(wǎng)絡(luò)分析在智能變電站中，用于傳輸狀態(tài)量、電壓及電流等信號的二次電纜被數(shù)字化通信網(wǎng)絡(luò)取代，站控層、間隔層和過程層的通信網(wǎng)絡(luò)報文成為變電站智能設(shè)備之間的信息交互和共享的主要方式。故障錄波器也相應(yīng)采用智能化設(shè)備。其特點主要體現(xiàn)在：全面支持iec61850協(xié)議；采用數(shù)據(jù)同步；數(shù)據(jù)存儲技術(shù)；故障錄波啟動技術(shù)。智能變電站網(wǎng)絡(luò)報文分析裝置的主要功能：實時監(jiān)視、記錄全站sv報文、goose報文、mm

5、s報文及 其他未識別的報文；實時分析、診斷通信網(wǎng)絡(luò)的健康狀態(tài)、通信數(shù)據(jù)異常情況，提前發(fā)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的薄弱環(huán)節(jié)和故障設(shè)備，給出報警，預(yù)防電力系統(tǒng)事故的發(fā)生。3.4 數(shù)字化計量設(shè)備電能量采集管理系統(tǒng)由主站、通信信道、采集終端、智能電能表等部分組長，系統(tǒng)中廠站采集終端完成變電站站內(nèi)電能表數(shù)據(jù)的采集，再通過專用通信信道本文來自于www.zz-news.com將數(shù)據(jù)上次到主站系統(tǒng)，主站系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)的接收、存儲、統(tǒng)計和分析。基于iec61850的全數(shù)字化多功能電能表，作為間隔層的計量設(shè)備，是對iec61850數(shù)字化變電本文來自于www.zz-news.com站標(biāo)準(zhǔn)體系與傳統(tǒng)智能電能表的有機(jī)結(jié)合。數(shù)字化電能表

6、有一下幾個優(yōu)勢：（1）電能參量信號處理數(shù)字化，使得電能表測量精度高。（2）可以實現(xiàn)對種電能參量的測量功能。（3） 應(yīng)用iec61850變電站通信體系，使各廠商生產(chǎn)的變電站設(shè)備具備統(tǒng)一的通信標(biāo)準(zhǔn)，解決變電站設(shè)備間的互操作性問題。（4）變電站一次設(shè)備和二次設(shè)備完全數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、大大提高了變電站的自動化水平。（5）用光纖以太網(wǎng)作為傳輸介質(zhì)，使數(shù)據(jù)傳輸寬度得到了極大增強(qiáng)。3.5 一體化監(jiān)控系統(tǒng)變電站監(jiān)控系統(tǒng)對全站設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行采集、測量，并對運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視和記錄，對變電站主要一次設(shè)備進(jìn)行自動控制或遠(yuǎn)方操作；當(dāng)變電站的主要設(shè)備或輸、配電線路發(fā)生故障時，能及時記錄和提供故障信息。降采集到的數(shù)據(jù)通過

7、先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及時上送到調(diào)度主站并執(zhí)行調(diào)度主站下達(dá)的命令。監(jiān)控系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分類和處理、數(shù)據(jù)儲存、輔助分析決策、優(yōu)化控制、安全監(jiān)控、操作與控制、系統(tǒng)維護(hù)等功能模塊組成。4 智能變電站技術(shù)導(dǎo)則智能變電站的指導(dǎo)性文件：設(shè)備層功能要求、系統(tǒng)層功能要求、技術(shù)原則、輔助設(shè)備功能要求、設(shè)計、調(diào)試與驗收、運(yùn)行魏紅和監(jiān)測評估。變電站的技術(shù)智能變電站的技術(shù)原則：繼電保護(hù)裝置及相關(guān)設(shè)備技術(shù)要求；繼電保護(hù)及相關(guān)設(shè)備配置原則；信息互換原則、就地化實時原則、三分之二接線型保護(hù)實時方案、雙母線接線型繼電保護(hù)實施方案；110kv及以下電壓等級變電站實施方案。5 結(jié)束語智能變電站是電網(wǎng)最重要的基礎(chǔ)運(yùn)行參量采集點、管控執(zhí)行點和未來智能電網(wǎng)的支撐點，其發(fā)展建設(shè)的水平將直接影響到我國智能電網(wǎng)建設(shè)的總體高度。二次設(shè)備與技術(shù)是智能變電站建設(shè)的關(guān)鍵要素。智能變電站二次系統(tǒng)在全面實現(xiàn)智能化的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步拓展變電站自動化系統(tǒng)的功能，為堅強(qiáng)智能電網(wǎng)提供堅實的設(shè)備基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)1國網(wǎng)北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，變電站二次系統(tǒng)整合方案研究報告r.北京：國網(wǎng)北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，2011.2劉正亞.智能電網(wǎng)技術(shù)m.中國電力出版社，2010.3陳安偉.iec61850在變電站中的工程應(yīng)用m.中國電力出版社，2012.作者簡介羅紅（1970-），女，河南省許昌市人?，F(xiàn)為許繼集團(tuán)有限公司營銷中心工程師，從事從事營銷管理工作。王國