500kV變電站智能化改造技術(shù)研究

500kV變電站智能化改造技術(shù)研究

馬春陽，劉虎（國電南瑞南京控制系統(tǒng)有限公司，江蘇南京211106）0引言隨著智能電網(wǎng)不斷發(fā)展，智能變電站管理工作質(zhì)量受到了更多的關(guān)注。為了滿足行業(yè)管理標準和要求，需要對全站信息數(shù)字化等工作內(nèi)容予以優(yōu)化，積極推進變電站智能化改造，從而提高變電站運營水平。1500kV變電站智能化改造概述為了保證500kV變電站智能化改造工作順利開展，在秉持一體化設(shè)計、通用性原則的基礎(chǔ)上建立有效且合理的改造模式，保證改造方案中相應模塊都能發(fā)揮作用，提升智能終端的應用效能，在降低改造難度的同時縮短改造周期，為變電站智能化發(fā)展提供支持。1.1原則在改造技術(shù)應用和方案落實的過程中，依據(jù)《智能變電站技術(shù)導則》（GB/T30155—2013）等相關(guān)規(guī)定開展工作，并按照變電站的實際情況靈活制定具體工作內(nèi)容。第一，一體化設(shè)計管理原則。積極構(gòu)建一體化監(jiān)控管理體系，對傳統(tǒng)變電站應用運行模式進行集中升級，從而實現(xiàn)智能化改造的目標。尤其是對于站控層，要建立標準化應用優(yōu)化模式，實現(xiàn)統(tǒng)籌管理的目標。第二，通用性原則。在使用繼電保護、測控裝置時，要嚴格落實通用型管理機制，依據(jù)常規(guī)采樣、常規(guī)跳閘等處理方式維持裝置的實時性交互管理，并配合電纜接線方式予以控制。第三，動態(tài)性原則。結(jié)合測控實際需求對傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系的應用要求和情況予以集中調(diào)研，并按照保護裝置的標準完成通信接口插件的更換處理。例如，要依據(jù)配置標準設(shè)置故障錄波器，在實現(xiàn)站控層單獨組網(wǎng)應用的同時，確保信息子站的運行質(zhì)量符合要求。1.2意義500kV變電站智能化改造能促進新能源消納工作的開展，配合新能源改革要求，利用智能化改造處理機制減少能源不協(xié)調(diào)問題造成的不良影響，實現(xiàn)新能源綜合控制，并滿足智能化信息互聯(lián)的基本需求，建立更加科學規(guī)范的能源應用平臺。最關(guān)鍵的是，改造方案的落實能最大程度上順應環(huán)保節(jié)能的應用標準，實現(xiàn)科學化調(diào)度管理，保證能源消納輸送工作效能最優(yōu)化。除此之外，500kV變電站智能化改造能結(jié)合實際情況建立更加匹配的實時性信息管理機制，優(yōu)化處理效果，減少資金浪費[1]。2500kV變電站智能化改造方案在500kV變電站智能化改造方案中，要對過程層二次設(shè)備進行集中改造，按照標準化流程落實相應的改造環(huán)節(jié)并整合具體的應用模塊，實現(xiàn)統(tǒng)籌管理[2]。2.1案例以A變電站智能化改造項目為例，其依據(jù)智能化改造“公用先行”的管理原則和管控標準，對基礎(chǔ)土建、直流系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)以及母線測控等內(nèi)容予以統(tǒng)籌分析。結(jié)合不同電壓等級的實際情況，以減少主變重復停電為基礎(chǔ)，對500kV變電站進行智能化改造，具體內(nèi)容如表1所示。表1項目改造規(guī)劃方案依據(jù)項目整體方案，需要按照標準化流程開展具體作業(yè)，并且對各個階段的工作予以嚴格監(jiān)管，綜合分析停電方式、停電時間以及具體方案應用運行的可行性，確保運維檢修工作最優(yōu)化[3]。2.2具體方案在500kV變電站智能化改造方案中，統(tǒng)籌控制新老直流系統(tǒng)過渡割接方案、新老監(jiān)控過渡接口方案以及母差改造保護方案，在維持應用效能的基礎(chǔ)上建立相應的終端管理模式，提高改造應用水平，積極實現(xiàn)更加可控且合理的管理目標[4]。2.2.1新老直流系統(tǒng)過渡割接方案對于智能變電站而言，一體化直流系統(tǒng)非常關(guān)鍵。為了提高電力系統(tǒng)的應用水平，將設(shè)備安全穩(wěn)定運行作為關(guān)鍵，結(jié)合設(shè)備安全穩(wěn)定控制標準對直流電源予以管理。與此同時，為了實現(xiàn)新老直流系統(tǒng)順利過渡，需要整合割接作業(yè)環(huán)節(jié)，保證整改工作能夠順利開展。新型一體化直流電源系統(tǒng)借助以太網(wǎng)通信接口實現(xiàn)實時性匹配，并配合IEC61850規(guī)約和變電站站控層設(shè)備連接模式有效完成電源系統(tǒng)遠程監(jiān)控管理。首先，A變電站直流系統(tǒng)改造中要對舊的蓄電池組予以移位控制，實現(xiàn)新、舊直流系統(tǒng)并行管理的目標，并進一步完成轉(zhuǎn)接負荷的控制[5]。其次，要按照標準化流程開展電源搭接處理，有效減少直流系統(tǒng)失電造成的風險問題。安裝新的直流總屏和分屏，實現(xiàn)舊蓄電池組的合理化移位，配合安裝新的蓄電池組，有效建立新的直流系統(tǒng)上電處理工作，維持監(jiān)控后臺應用控制的規(guī)范性。依據(jù)間隔設(shè)備停電改造要求，將直流負荷逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷鞣制粮罱樱员阈纬尚碌闹绷鞣制?。最后，要建立完整的應用控制管理平臺，保證具體工作都能順利開展。以直流a段舊蓄電池組移位作業(yè)為例，為了有效完成改造環(huán)節(jié)并減少資源損耗和安全隱患，要在直流a段和直流b段母線安裝臨時閘刀，并在蓄電池遷移的過程中合上臨時并列閘刀，以保證蓄電池組退出運行時能形成“二充一蓄”到“二充二蓄”的供電模式，維持其獨立性[6]。具體移位方案如圖1所示。圖1移位方案2.2.2新老監(jiān)控過渡接口基于站控層的應用要求，在實時性改造方案中要結(jié)合實際情況落實更加科學規(guī)范的處理工序。針對A變電站監(jiān)控系統(tǒng)進行不停電改造，搭建新的站控層后，在不停電情況下利用“三遙”處理方式進行核對處理并投入系統(tǒng)使用，有效完成舊系統(tǒng)的退役處理。這種方式最大的風險就在于“三遙”技術(shù)的應用和落實會存在核對過程運行端子處理不當?shù)默F(xiàn)象，使得誤跳運行設(shè)備的頻率增加，并且相應的改造周期為2～3個月。與此同時，要想順利推進方案落實，需要統(tǒng)籌分析運維人員設(shè)備監(jiān)視問題，利用新的系統(tǒng)監(jiān)控已經(jīng)改造的設(shè)備。除此之外，新老系統(tǒng)在閉鎖邏輯完整性方面也存在一定問題。由于改造過程中已經(jīng)改造的系統(tǒng)和沒有改造的系統(tǒng)相互獨立并利用不同通信規(guī)約，這就使得系統(tǒng)之間不能建立有效的通信模式，新系統(tǒng)和舊系統(tǒng)信息缺失問題較為嚴重，對應的閉鎖邏輯也無法滿足完整性需求[7]?；趯φw模式和應用過程的分析，聯(lián)合虛擬測控設(shè)備，有效降低改造的風險。在新監(jiān)控系統(tǒng)應用的基礎(chǔ)上安裝對應的虛擬測控單元，模擬新系統(tǒng)完成實體測控處理，而被模擬的間隔不會對后續(xù)作業(yè)產(chǎn)生影響。虛擬測控系統(tǒng)如圖2所示。圖2虛擬測控系統(tǒng)在虛擬測控平臺中，結(jié)合數(shù)據(jù)采集要求，借助網(wǎng)線連接保證遠動機發(fā)送遙測和遙信報文的規(guī)范效果，在解析報文的基礎(chǔ)上對間隔開關(guān)、閘刀以及地刀位置進行實時性管理，減少應用控制不當造成的影響[8]。3母差保護改造方案在500kV變電站智能化改造工作中，母差保護改造方案非常重要。為了整合具體改造效能，需要對相應的方案進行比較，從而最大程度上減少運行失衡現(xiàn)象。第一種方案是母線停電，這種方式更適用于3/2接線的結(jié)構(gòu)。本工程項目中主變500kV母差保護改造就采取此方式，利用一次性停電實現(xiàn)對應升級改造，最大程度上減少停電造成的不良影響，提高改造方案的應用水平[9]。第二種方案是輪停改造，這種方式更適用于母線雙母分段節(jié)點處理。本工程項目中220kV母差保護改造就采取此方案。在改造工作開始前，變電站僅利用220kVREB103母差保護進行處理。在改造方案應用后，建立母差雙重化控制機制，借助220kV間隔和主變兩輪停電控制模式建立啟動處理機制。在間隔設(shè)備第一次輪停后，對間隔保護改造方案予以監(jiān)督，提高回路管理的實效性。與此同時，要建立針對已改造間隔的控制方案，增設(shè)母差電流臨時判別裝置，確保母差保護投入運行后能更好地完成相應的控制方案，實現(xiàn)統(tǒng)籌改造的目標。在間隔第二次輪停后，需要對新的母差保護進行完善處理，有效實現(xiàn)回路控制。操作人員需要拆除老母差保護回路和過渡裝置，配合輪停應用標準，在第二次輪停結(jié)束后投入使用第二套母差保護裝置，借助新的直流系統(tǒng)直流饋線