變電站智能化設(shè)計(jì)探討

1、<p>　　變電站智能化設(shè)計(jì)探討</p><p>　　摘要：本文作者分析了國(guó)內(nèi)外變電站的現(xiàn)狀，介紹了變電站智能化改造設(shè)計(jì)的內(nèi)容，供大家參考。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：變電站；智能化；設(shè)計(jì)；探討 </p><p>　　中圖分類號(hào)：TU984 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104（2013） </p><p>　　智能變電

2、站就是將信息技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和原有的變電基礎(chǔ)設(shè)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(duì)環(huán)境的影響、提高供電的安全性和可靠性等多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。智能主要體現(xiàn)在：1）可 觀 測(cè)-- 量測(cè)、傳感技術(shù)；2）可控制--對(duì)觀測(cè)狀態(tài)進(jìn)行控制；3）嵌入式自主處理技術(shù)；4）實(shí)時(shí)分析--從數(shù)據(jù)到信息的提升；5）自適應(yīng)；6）自愈。本文在常規(guī)變電站智能化改造研究的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)常規(guī)變電站的智能化改造的實(shí)際應(yīng)用。智能變電站以先進(jìn)的信息化、自動(dòng)化和

3、分析技術(shù)為基礎(chǔ)，靈活、高效、可靠地完成對(duì)輸電網(wǎng)的測(cè)量、控制、調(diào)節(jié)、保護(hù)、安穩(wěn)等功能，實(shí)現(xiàn)提高電網(wǎng)安全性、可靠性、靈活性的資源優(yōu)化配置水平的目標(biāo)。 </p><p>　　1 國(guó)內(nèi)外變電站的現(xiàn)狀 </p><p>　　國(guó)內(nèi)變電站自動(dòng)化技術(shù)經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，整體水平已經(jīng)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先。新建變電站，無論電壓等級(jí)高低，大多采用變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，許多老變電站也經(jīng)過改造實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。當(dāng)前的數(shù)字化變電站從技術(shù)

4、上來說，其突出成就是實(shí)現(xiàn)了變電站信息的數(shù)字采集和網(wǎng)絡(luò)化信息交互，但是這對(duì)于智能電網(wǎng)的需求來說，還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，一種新型的變電站—智能變電站應(yīng)運(yùn)而生。 </p><p>　　智能變電站是采用先進(jìn)、可靠、集成、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(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測(cè)等基本功能，同時(shí)具備支持電網(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

5、電站。在智能電網(wǎng)技術(shù)的推動(dòng)下，智能變電站將成為變電站建設(shè)的主流模式。 </p><p>　　2 變電站智能化改造設(shè)計(jì)的內(nèi)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(shí)現(xiàn)對(duì)常規(guī)變電站測(cè)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(nèi)容： </p><p>　　2.1 數(shù)據(jù)的智能一體化集成 </p><p>　　采用一體化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全站SCADA功能的全景展示，以模塊化、開放化的設(shè)計(jì)思想，實(shí)現(xiàn)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(jìn)行統(tǒng)一建模，建立信息統(tǒng)一的存取平臺(tái)，提供標(biāo)準(zhǔn)的DL/T860通訊功能（包括Server/Client通訊），為各種應(yīng)用提供高效、可靠、

7、穩(wěn)定的一體化數(shù)據(jù)平臺(tái)。依托該平臺(tái)，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(cè)可視化軟件、報(bào)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(jì)、故障綜合分析、保信子站、電壓無功控制、負(fù)荷優(yōu)化控制等功能。 </p><p>　　2.2 參數(shù)的智能化傳輸 </p><p>　　采用模型映射與協(xié)議的無縫轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)裝置由傳統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上傳向各種參數(shù)智能化傳輸?shù)霓D(zhuǎn)變。一方面

8、承擔(dān)常規(guī)站的遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)功能，另一方面子站控制器實(shí)現(xiàn)與調(diào)度系統(tǒng)的無縫連接，完成IEC61850與IEC61970模型的自動(dòng)映射管理，從而實(shí)現(xiàn)變電站與調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)的一體化建模。 </p><p>　　2.3 數(shù)據(jù)建模及數(shù)據(jù)模板的智能轉(zhuǎn)換 </p><p>　　利用數(shù)據(jù)建模與數(shù)據(jù)模板轉(zhuǎn)換技術(shù)，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置向智能型的轉(zhuǎn)變。智能接口裝置針對(duì)智能變電站內(nèi)智能設(shè)備信息交互的功能需求設(shè)置，提供了

9、將非標(biāo)準(zhǔn)的智能設(shè)備信息轉(zhuǎn)換為符合DL/T 860（IEC61850）標(biāo)準(zhǔn)的信息模型的功能。對(duì)站內(nèi)直流屏、電度表、巡檢、電源、風(fēng)機(jī)、空調(diào)、消防等子系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集整合和IEC61850標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建模，實(shí)現(xiàn)變電站實(shí)時(shí)集成監(jiān)控和優(yōu)化管理，對(duì)外主要采用MMS通訊服務(wù)為其它站控系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)站內(nèi)信息快速互動(dòng)。 </p><p>　　2.4 在線監(jiān)測(cè)的智能集成 </p><p>　　通過具備數(shù)據(jù)智能

10、集成匯總功能的智能控制柜實(shí)現(xiàn)變壓器頂層油溫及油位、有載開關(guān)的測(cè)控、變壓器在線監(jiān)測(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)以及（包括油中溶解氣體分析、局部放電在線監(jiān)測(cè)、鐵芯接地電流監(jiān)測(cè)等）智能集成；實(shí)現(xiàn)斷路器、避雷器等設(shè)備在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（包括斷路器分合閘線圈電流、時(shí)間、速度、行程曲線、SF6氣體壓力、避雷器泄漏電流、動(dòng)作次數(shù)等），以及該區(qū)域的輔助系統(tǒng)數(shù)據(jù)（照明控制、振動(dòng)告警等）的智能集成。 </p><p>　　2.5 運(yùn)行環(huán)境的智能監(jiān)測(cè) <

11、/p><p>　　整合視頻系統(tǒng)、變電站監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)等的智能聯(lián)動(dòng)，通過攝像頭快速定位報(bào)警設(shè)備或報(bào)警區(qū)域，避免人為的現(xiàn)場(chǎng)定位不準(zhǔn)確問題，同時(shí)能夠確認(rèn)火警及其嚴(yán)重程度；通過圖像分析處理功能，發(fā)現(xiàn)變電設(shè)備漏油、異物缺陷，采集斷路器、隔離開關(guān)的分合閘位置，對(duì)變電運(yùn)行巡視及程序化操作提供智能輔助判斷；同時(shí)實(shí)現(xiàn)視頻系統(tǒng)與安防系統(tǒng)、照明控制系統(tǒng)的智能聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)人員非法入侵的全天候監(jiān)視；集成

12、戶內(nèi)外環(huán)境溫濕度及氣象監(jiān)測(cè)功能，并與空調(diào)、排風(fēng)、排水等系統(tǒng)智能聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫濕度的自動(dòng)控制、調(diào)節(jié)，并根據(jù)雨量及場(chǎng)區(qū)水位自動(dòng)啟動(dòng)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(diào)動(dòng)巡視路線上的相關(guān)攝像頭，根據(jù)巡視作業(yè)指導(dǎo)書所要求的巡視過程中的主要觀察點(diǎn)，利用攝像頭的預(yù)置位，實(shí)現(xiàn)在模擬線路上自動(dòng)巡視的功能，并通過圖

13、像識(shí)別技術(shù)，發(fā)現(xiàn)一些明顯的設(shè)備缺陷，起到輔助運(yùn)行巡視的作用。 </p><p>　　2.7 設(shè)備狀態(tài)可視化 </p><p>　　設(shè)備狀態(tài)可視化就是基于自監(jiān)測(cè)信息和經(jīng)由信息互動(dòng)獲得的高壓設(shè)備其它狀態(tài)信息，通過智能組件的自診斷，以智能電網(wǎng)其它相關(guān)系統(tǒng)可辨識(shí)的方式表述診斷結(jié)果，使高壓設(shè)備狀態(tài)在電網(wǎng)中是可觀測(cè)的。建立變電站變電設(shè)備三維全景展示模型，變電設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)等均通過三維全景

14、模型進(jìn)行展示。變電站主要一次設(shè)備（變壓器、斷路器、避雷器、開關(guān)柜等）安裝外置的在線監(jiān)測(cè)裝置，采集設(shè)備狀態(tài)信息，同時(shí)結(jié)合設(shè)備運(yùn)行信息（運(yùn)行電壓、電流、開斷故障電流、動(dòng)作次數(shù)等），通過在線監(jiān)測(cè)中心專家系統(tǒng)分析，將設(shè)備狀態(tài)在集控中心進(jìn)行展示。 </p><p>　　3 研究方案及難點(diǎn) </p><p>　　計(jì)劃對(duì)需智能化改造的常規(guī)站設(shè)備、運(yùn)行情況進(jìn)行深入的調(diào)研，對(duì)國(guó)內(nèi)的智能化變電站設(shè)備主流廠家及

15、智能化變電站相關(guān)運(yùn)行維護(hù)單位進(jìn)行廣泛調(diào)研，深入分析電網(wǎng)公司對(duì)變電站智能化的需求，研究智能化變電站的表達(dá)模式，并在此基礎(chǔ)上建立一種智能化變電站系統(tǒng)架構(gòu)，為智能化變電站實(shí)用化打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 </p><p>　　本文的實(shí)施方案如下： </p><p>　　4 預(yù)期成果和可能的創(chuàng)新點(diǎn) </p><p>　　計(jì)劃對(duì)需智能化改造的常規(guī)站設(shè)備、運(yùn)行情況進(jìn)行深入的調(diào)研，對(duì)國(guó)內(nèi)的

16、智能化變電站設(shè)備流廠家及智能化變電站相關(guān)運(yùn)行維護(hù)單位進(jìn)行廣泛調(diào)研，深入分析電網(wǎng)公司對(duì)變電站智能化需求，研究智能化變電站的表達(dá)模式，并在此基礎(chǔ)上建立一種智能化變電站系統(tǒng)架構(gòu)。 </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(jié)構(gòu)更復(fù)雜的信息采集和信息處理，變電站內(nèi)、站與調(diào)度、站與站之間、站與大用戶和分布式能源的互動(dòng)能力更強(qiáng)，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(shè)備具有信息數(shù)字化、功能集成化、結(jié)構(gòu)緊湊化、狀態(tài)可視化等主要技術(shù)特征，符合易擴(kuò)展、易升級(jí)、易改造、易維護(hù)的工業(yè)化應(yīng)用要求。 </p><p><b>　　5 結(jié)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(dān)負(fù)著電能轉(zhuǎn)換和電能重新分配的繁重任務(wù)，對(duì)電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著舉足輕重的作用。尤其是現(xiàn)在大容量發(fā)電機(jī)組的不斷投運(yùn)和超高壓遠(yuǎn)距

18、離輸電和大電網(wǎng)的出現(xiàn)，使電力系統(tǒng)的安全控制更加復(fù)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(shè)備，而不進(jìn)行技術(shù)改造的話，必然沒法滿足安全、穩(wěn)定運(yùn)行的需要，更談不上適應(yīng)現(xiàn)代電力系統(tǒng)管理模式的需求。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1] 變電站智能化改造技術(shù)規(guī)范，國(guó)家電網(wǎng)公司. </p>&l