智能变电站发展现状及展望
- 格式:doc
- 大小:17.00 KB
- 文档页数:4
智能变电站发展现状及展望
作者:马学华裴瑞宾刘天齐
来源:《华中电力》2013年第09期
摘要:随着智能技术的发展,智能变电站逐渐成为一种发展趋势。
本文首先介绍了智能变电站产生的背景;其次,分析了智能变电站的概念及特点,以及与常规站的区别,并在此基础上分析了智能变电站的优势;最后,对智能变电站的发展现状及发展趋势进行分析。
关键词:智能,变电站、现状、发展趋势
1智能变电站的概念及特征
1.1智能变电站的概念
变电站业务需求的变化和技术的进步,计算机网络技术、通信技术,光电技术的发展,变电站一、二次设备技术的融合,以及变电站运行方式的变革,由此产生了——“智能变电站”。
随着IEC61850规范的完善,为智能变电站的发展提供了可能。
智能变电站是由电子式互感器、智能化一次设备、网络化二次设备分层构建,建立在IEC 61850通信规范基础上,能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作,能够安全、稳定、可靠、经济运行要求的现代化变电站。
1.2智能变电站的特征
一次设备智能化
智能一次设备(Intelligent primary equipment)是智能变电站的重要标志、重要建设环节。
智能变电站通过智能一次设备实现全站信息智能、通信平台网络化、信息共享标准化、状态检修、智能告警功能。
智能化一次设备采用标准的信息接口实现状态监测、测控保护、信息通信等技术,可满足整个智能电网电力流、信息流、业务流一体化的需求。
二次设备网络化
变电站中常规的二次设备:故障录波装置、继电保护装置、电压无功控制、量控制装置、远动装置、同期操作装置、在线状态检测装置等,都是基于标准化、模块化的微处理机技术而设计制造,设备之间的通信连接全部采用高速的网络,二次设备通过网络真正地实现了数据、资源的共享。
自动化系统信息化
智能变电站的一大特点就是将传统的模拟量信号转化为数字量信号通过光纤传输。
从技术性能、抗干扰性和成本方面考虑,光纤都是智能变电站通信介质的首选。
1.3智能变电站体系结构
智能变电站系统分为三层:过程层、间隔层、站控层。
三层之间用分层、分布、开放式网络系统实现连接[2]。
过程层
过程层位于最底层,是一次设备与二次设备的结合面,主要完成运行设备的状态监测、操作控制命令的执行和实时运行电气量的采集功能,实现基本状态量和模拟量的数字化输入/输出。
过程层包括变压器、断路器、隔离开关、电流/电压互感器等一次设备及其所属的智能组件以及独立的智能电子装置。
间隔层
该层次设备主要表现为以下六种功能:
1) 1)开展对一次设备保护控制功能;
2) 2)采集汇总本间隔过程层实时数据信息;
3) 3)推进本间隔操作闭锁功能;
4) 4)对统计运算、数据采集及控制命令的发出具有优先级别的控制;
5) 5)开展操作同期及其他控制功能;
6) 6)实施承上启下的通信功能。
站控层
站控层包含自动化系统、站域控制系统、通信系统、对时系统等子系统,实现面向全站或一个以上一次设备的测量和控制功能,完成数据采集和监视控制、操作闭锁以及同步相量采集、能量采集、保护信息管理等相关功能。
2智能变电站的优点
2.1智能变电站与常规站的区别
智能变电站是将信息采集、传输、处理及输出完全智能的变电站。
全站采用统一的
IEC61850通讯规约建立网络结构,利用光纤信号代替常规站中的硬接线技术,实现了各个控制系统间的信息共享。
常规站一次设备之间采用传统的硬接线技术,各个设备之间传递的是电压、电流的模拟量,装置进行模数转换后处理数据,然后将转换后的数字信号传输给后台监控系统。
2.2智能变电站的优势
高安全性
常规变电站发生事故的主要原因,在智能变电站中都能得到根本性的解决,光纤传输替代传统的电缆,从根本上杜绝了电缆老化的可能。
电子式互感器替代电磁式互感器,也大大降低了由于设备老化造成的危害。
高可靠性
智能变电站中采用电子式互感器从根本上解决了电磁式互感器动态范围小及饱和问题,从源头保证了保护的可靠性。
信息传递全部采用光纤网络后,二次回路设计极大简化,保护压板、按钮和把手大大减少,明显减少运行维护人员的“三误”事故,系统可靠性得到大大提高。
1)有效解决了不同厂家设备的兼容问题
较常规站,智能站采用智能化设备,智能变电站设备具有信息智能、功能集成化、结构紧凑化、状态可视化等主要技术特征,符合易扩展、易升级、易改造、易维护的工业化应用要求,完全遵循IEC61850标准,从而解决了不同厂家设备不能互联的问题,提高了变电站选择产品设备的自由度。
2)信息共享
标准化的信息模型实现了变电站信息共享,原先必须由IED实现的某些保护功能可以由一个软件模块来实现了,如母线保护、备自投等,设备的减少同时减少了变电站的占地面积,节约了大量成本,而且提高了可靠性。
3)大大降低了检修成本
二次回路设计简化,接线大大减少,显著降低了安装、调试、维护工作量,把维护人员从繁杂的布线核查中解脱出来。
智能变电站中实现了信息共享,设备提供了更丰富的状态监测信息,根据这些信息可实现更智能化的维护工作,包括故障诊断和定位,维护更简便。
提高检修效率的同时也大大降低了检修成本。
3智能变电站发展现状
近几年国内智能化一次设备产品质量提升非常快,从一些试运行站的近期反馈情况可以看出,智能化一次设备已经从初期的不稳定达到了基本满足现场应用的水平。
工业以太网是随着微机保护开始应用于电力系统的,更是成为近几年的变电站自动化系统的主流通信方式。
在大量的工程实践证明站控层与间隔层之间的以太网通信的可靠性不存在任何问题。
而间隔层与过程层的通信对实时性、可靠性提出了更高的要求,但通过近两年的研究与实践,这一难点问题也已经解决。
可以说原来制约数字化变电站发展的因素目前已经得到逐一排除。
4 智能变电站发展展望
在我国,已经建立了一批数字化变电站并投入运行,同时也完成了一些常规站的数字化改造。
但在技术上尚存在很多需要改进的地方,对于运行规程方面带来的变化也有待于进一步研究及积累经验,因此近两年内仍将是数字化变电站试运行积累经验的阶段。
参考文献:
[1] 殷志良,刘万顺,杨奇逊. 基于IEC61850标准的过程总线通信研究与实现[J]. 中国电机工程学报,2005,25(8):84-89
YIN Zhi-liang, LIU Wan-shun, YANG Qi-xun, Research and implementation of the communication of process bus based on IEC 61850[J]. Proceedings of the CSEE, 2005, 25(8): 84-89.
[2] 高鹏宇,游大海. 符合IEC61850标准的数字化变电站内部通信的实现[J].继电器,2006,12(5):34-35
[3] 赵卫霞. 关于数字化变电所的思考[J]. 云南电力技术. 2008, 6(36)。