變電站智能化設計探討

1、<p>　　變電站智能化設計探討</p><p>　　摘要：本文作者分析了國內外變電站的現狀，介紹了變電站智能化改造設計的內容，供大家參考。 </p><p>　　關鍵詞：變電站；智能化；設計；探討 </p><p>　　中圖分類號：TU984 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2013） </p><p>　　智能變電

2、站就是將信息技術、通信技術、計算機技術和原有的變電基礎設施高度集成而形成的新型變電站，它具有提高能源效率、減少對環(huán)境的影響、提高供電的安全性和可靠性等多個優(yōu)點。智能主要體現在：1）可 觀 測-- 量測、傳感技術；2）可控制--對觀測狀態(tài)進行控制；3）嵌入式自主處理技術；4）實時分析--從數據到信息的提升；5）自適應；6）自愈。本文在常規(guī)變電站智能化改造研究的基礎上，實現常規(guī)變電站的智能化改造的實際應用。智能變電站以先進的信息化、自動化和

3、分析技術為基礎，靈活、高效、可靠地完成對輸電網的測量、控制、調節(jié)、保護、安穩(wěn)等功能，實現提高電網安全性、可靠性、靈活性的資源優(yōu)化配置水平的目標。 </p><p>　　1 國內外變電站的現狀 </p><p>　　國內變電站自動化技術經過數十年的發(fā)展，整體水平已經達到國際領先。新建變電站，無論電壓等級高低，大多采用變電站自動化系統(tǒng)，許多老變電站也經過改造實現自動化。當前的數字化變電站從技術

4、上來說，其突出成就是實現了變電站信息的數字采集和網絡化信息交互，但是這對于智能電網的需求來說，還是遠遠不夠的，一種新型的變電站—智能變電站應運而生。 </p><p>　　智能變電站是采用先進、可靠、集成、環(huán)保的智能設備，以全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監(jiān)測等基本功能，同時具備支持電網實時自動控制、智能調節(jié)、在線分析決策、協同互動等高級功能的變

5、電站。在智能電網技術的推動下，智能變電站將成為變電站建設的主流模式。 </p><p>　　2 變電站智能化改造設計的內容 </p><p>　　本文開展常規(guī)變電站智能化改造的可行性研究，著重解決在解決變電站綜合信息化集成，光互感器、常規(guī)互感器匹配，常規(guī)變電站智能化過渡等智能化變電站發(fā)展過程中的核心問題，實現對常規(guī)變電站測控系統(tǒng)的全面智能化整合與提升。 </p><p&

6、gt;　　常規(guī)變電站智能化改造主要包括以下內容： </p><p>　　2.1 數據的智能一體化集成 </p><p>　　采用一體化技術，實現全站SCADA功能的全景展示，以模塊化、開放化的設計思想，實現監(jiān)控系統(tǒng)的智能化。將全站信息通過開放、規(guī)范的接口，進行統(tǒng)一建模，建立信息統(tǒng)一的存取平臺，提供標準的DL/T860通訊功能（包括Server/Client通訊），為各種應用提供高效、可靠、

7、穩(wěn)定的一體化數據平臺。依托該平臺，系統(tǒng)除具備常規(guī)的SCADA功能外，還配置工具軟件、狀態(tài)檢測可視化軟件、報文分析等軟件，具有一、二次系統(tǒng)順序控制、智能告警、狀態(tài)估計、故障綜合分析、保信子站、電壓無功控制、負荷優(yōu)化控制等功能。 </p><p>　　2.2 參數的智能化傳輸 </p><p>　　采用模型映射與協議的無縫轉換，實現遠動裝置由傳統(tǒng)的實時數據上傳向各種參數智能化傳輸的轉變。一方面

8、承擔常規(guī)站的遠動機功能，另一方面子站控制器實現與調度系統(tǒng)的無縫連接，完成IEC61850與IEC61970模型的自動映射管理，從而實現變電站與調度自動化主站系統(tǒng)的一體化建模。 </p><p>　　2.3 數據建模及數據模板的智能轉換 </p><p>　　利用數據建模與數據模板轉換技術，實現傳統(tǒng)規(guī)約轉換裝置向智能型的轉變。智能接口裝置針對智能變電站內智能設備信息交互的功能需求設置，提供了

9、將非標準的智能設備信息轉換為符合DL/T 860（IEC61850）標準的信息模型的功能。對站內直流屏、電度表、巡檢、電源、風機、空調、消防等子系統(tǒng)進行數據收集整合和IEC61850標準規(guī)范建模，實現變電站實時集成監(jiān)控和優(yōu)化管理，對外主要采用MMS通訊服務為其它站控系統(tǒng)提供數據，實現站內信息快速互動。 </p><p>　　2.4 在線監(jiān)測的智能集成 </p><p>　　通過具備數據智能

10、集成匯總功能的智能控制柜實現變壓器頂層油溫及油位、有載開關的測控、變壓器在線監(jiān)測相關數據以及（包括油中溶解氣體分析、局部放電在線監(jiān)測、鐵芯接地電流監(jiān)測等）智能集成；實現斷路器、避雷器等設備在線監(jiān)測數據（包括斷路器分合閘線圈電流、時間、速度、行程曲線、SF6氣體壓力、避雷器泄漏電流、動作次數等），以及該區(qū)域的輔助系統(tǒng)數據（照明控制、振動告警等）的智能集成。 </p><p>　　2.5 運行環(huán)境的智能監(jiān)測 <

11、/p><p>　　整合視頻系統(tǒng)、變電站監(jiān)控系統(tǒng)，實現運行環(huán)境遠程監(jiān)測與綜合自動化系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)等的智能聯動，通過攝像頭快速定位報警設備或報警區(qū)域，避免人為的現場定位不準確問題，同時能夠確認火警及其嚴重程度；通過圖像分析處理功能，發(fā)現變電設備漏油、異物缺陷，采集斷路器、隔離開關的分合閘位置，對變電運行巡視及程序化操作提供智能輔助判斷；同時實現視頻系統(tǒng)與安防系統(tǒng)、照明控制系統(tǒng)的智能聯動，實現人員非法入侵的全天候監(jiān)視；集成

12、戶內外環(huán)境溫濕度及氣象監(jiān)測功能，并與空調、排風、排水等系統(tǒng)智能聯動，實現室內溫濕度的自動控制、調節(jié)，并根據雨量及場區(qū)水位自動啟動排水系統(tǒng)。 </p><p>　　2.6 變電巡視智能化 </p><p>　　通過在變電站三維模型上規(guī)劃巡視路線的功能，充分調動巡視路線上的相關攝像頭，根據巡視作業(yè)指導書所要求的巡視過程中的主要觀察點，利用攝像頭的預置位，實現在模擬線路上自動巡視的功能，并通過圖

13、像識別技術，發(fā)現一些明顯的設備缺陷，起到輔助運行巡視的作用。 </p><p>　　2.7 設備狀態(tài)可視化 </p><p>　　設備狀態(tài)可視化就是基于自監(jiān)測信息和經由信息互動獲得的高壓設備其它狀態(tài)信息，通過智能組件的自診斷，以智能電網其它相關系統(tǒng)可辨識的方式表述診斷結果，使高壓設備狀態(tài)在電網中是可觀測的。建立變電站變電設備三維全景展示模型，變電設備的主要技術參數、設備狀態(tài)等均通過三維全景

14、模型進行展示。變電站主要一次設備（變壓器、斷路器、避雷器、開關柜等）安裝外置的在線監(jiān)測裝置，采集設備狀態(tài)信息，同時結合設備運行信息（運行電壓、電流、開斷故障電流、動作次數等），通過在線監(jiān)測中心專家系統(tǒng)分析，將設備狀態(tài)在集控中心進行展示。 </p><p>　　3 研究方案及難點 </p><p>　　計劃對需智能化改造的常規(guī)站設備、運行情況進行深入的調研，對國內的智能化變電站設備主流廠家及

15、智能化變電站相關運行維護單位進行廣泛調研，深入分析電網公司對變電站智能化的需求，研究智能化變電站的表達模式，并在此基礎上建立一種智能化變電站系統(tǒng)架構，為智能化變電站實用化打下堅實的基礎。 </p><p>　　本文的實施方案如下： </p><p>　　4 預期成果和可能的創(chuàng)新點 </p><p>　　計劃對需智能化改造的常規(guī)站設備、運行情況進行深入的調研，對國內的

16、智能化變電站設備流廠家及智能化變電站相關運行維護單位進行廣泛調研，深入分析電網公司對變電站智能化需求，研究智能化變電站的表達模式，并在此基礎上建立一種智能化變電站系統(tǒng)架構。 </p><p>　　智能變電能夠完成比常規(guī)變電站范圍更寬、層次更深、結構更復雜的信息采集和信息處理，變電站內、站與調度、站與站之間、站與大用戶和分布式能源的互動能力更強，信息的交換和融合更方便快捷，控制手段更靈活可靠。與常規(guī)變電站相比，智能

17、變電站設備具有信息數字化、功能集成化、結構緊湊化、狀態(tài)可視化等主要技術特征，符合易擴展、易升級、易改造、易維護的工業(yè)化應用要求。 </p><p><b>　　5 結束語 </b></p><p>　　變電站是電力系統(tǒng)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，它擔負著電能轉換和電能重新分配的繁重任務，對電網的安全和經濟運行起著舉足輕重的作用。尤其是現在大容量發(fā)電機組的不斷投運和超高壓遠距

18、離輸電和大電網的出現，使電力系統(tǒng)的安全控制更加復雜，如果仍依靠原來的人工抄表、記錄、人工操作為主，依靠原來變電站的舊設備，而不進行技術改造的話，必然沒法滿足安全、穩(wěn)定運行的需要，更談不上適應現代電力系統(tǒng)管理模式的需求。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1] 變電站智能化改造技術規(guī)范，國家電網公司. </p>&l