智能变电站关键技术及其构建方式 夏明昭

发表时间:2019/3/12   来源:《电力设备》2018年第27期   作者:夏明昭
[导读] 摘要:智能电网的建设适应了现代社会经济的发展需求,智能变电站作为智能电网构建的关键环节,具有诸多优势。
        (中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限公司  河北石家庄  050031)
        摘要:智能电网的建设适应了现代社会经济的发展需求,智能变电站作为智能电网构建的关键环节,具有诸多优势。但是智能变电站的建设过程也存在许多技术难关亟待突破,所以我们要不断加强智能变电站关键技术的理论研究,并不断开展实践试验。为智能电网的建设提供技术支撑,进一步提高变电站的生产管理水平。
        关键词:智能变电站;关键技术;构建方式
        1智能变电站的概念
        城市电网的铺设离不开变电站的输配与统筹,只有变电站正常运行才能够将电能安全输送到城市的每一处,而智能化这一概念的产生,源自城市所面临的日益增长的用电需求压力,为满足区域电网与新能源的大规模接入,自然要针对变电站这一核心设施的处理效能进行更高的规划。智能变电站的定义在于将信息智能化的发展成果应用在电网领域的管理上,从而将可持续发展的理念贯穿于高效、稳固和集中的目标运用中,用以塑造更加智能化的设备替代原有变电站平台的落后与低效,最终依靠科学的手段将控制管理与理论分析应用在城市电网的铺设上。相较于传统的变电站设计,智能变电站有更加完善的操作性能与信息共享能力,同时对于线路梳理也有着非常强大的优势,在满足城市电网数据实时性的同时兼有诸多未来发展的可能性。此外,从现有情况来 探究,智能化变电站让电力的统筹效率更高,对可能发生的设备事故具有预估能力,不但保障了城市基本用电的需求,更减少了因为断电而导致的经济、财产损失。就信息共享方面而言,智能化变电站也有别于传统变电站,通过智能化的统筹可以将图像与环境等实时信息更加及时地输送给必要单位,使得站点信息的传输更加高效且安全可靠。同样自动化的变电站操作模式,也可以减少变电站在工作过程中的风险,并可以通过数字化的信息为维修人员提供更加确切的数据预警,从而提高城市电网运行的稳定性。
        2智能变电站的优越性
        2.1可靠性更高
        变电站作为电力系统的重要组成部分之一,其运行是否可靠对整个电网的运行具有直接影响,因此在变电站的建设中,可靠性是最为基本的要求。而对于智能变电站而言,它的运行可靠性更加重要,在这一定程度上对智能变电站提出了更高的要求,正因如此,使得所有建成投用的智能变电站都具有较高的可靠性,尤其是各种智能控制设备的应用,进一步提升了智能变电站的可靠性,这也成为其突出的优势。
        2.2互动性强
        由智能变电站的定义可知,其能够对电网调度进行互动,这是常规变电站所不具备的功能。智能变电站在各种电气设备信息的采集上不但快速而且高效,并且可以借助通信网络对相关信息进行实时传输,电网调度通过对这些信息的应用,可做出正确的决策,确保了电网的运行稳定,使电网的运行效率获得显著提升。
        2.3环保性
        近年来,我国在大力发展工业产业的同时,对环境造成了一定的破坏,对此国家提出节能减排、低碳环保的发展理念,智能变电站在建设时完全是以该理念作为指导依据,各种设备采用的都是低能耗、环保型产品,这样除了可以达到节能的目标之外,还能有效降低对环境的污染和破坏,充分体现了节能环保的理念。
        3智能变电站关键技术
        3.1站内一次设备智能化
        在电网当中,高压设备作为一次设备,是不可或缺的重要组成部分之一,智能化高压设备通常只会出现在智能电网当中,多数都是在智能变电站中应用,由此使得智能变电站具有了一次设备智能化的技术特点。通过传感器对智能变电站中重要的电气设备进行实时监控,可使设备的运行可靠性获得大幅度提升。

依据相关标准的规定要求,可采用如下方法实现智能变电站内一次设备的智能化:
        (1)以高压设备作为基础,以传感器作为辅助装置,将两者集成到一起,从而达到特定的监控目的。(2)将高压设备中较为关键的一些设备集成到一起,如变压器、电子/电压式互感器、断路器等,通过设备集成,能够使变电站的占地面积有所减少,可以节约土地。(3)可将各种单一功能的智能元器件融合到一起,使其组成一个智能化的测控单元,以此来达到简化结构的目的。
        3.2设备运行状态实时监测与诊断
        由于智能变电站中存在着大量的智能设备,为确保这些设备的运行稳定、可靠,需要对其运行状态进行实时监测。从目前的技术上,想要实现对智能变电站内所有二次设备进行全面的状态监测难度较大,所以国内大部分智能变电站在对二次设备进行状态时,都是选取站内一些关键的设备。而对一次设备的状态监测和故障诊断则是以主变、气体绝缘开关,监测与诊断是通过相关的系统来实现的,即设备状态监测与诊断系统。通过该系统可以实时获取与被检测设备运行状态有关的信息,利用信息融合模型,按照采集到的参数,综合历史状态记录,考虑环境影响因素,对设备当前所处的运行状态进行判断,看设备是否正常,一旦发现设备故障,系统会自行给出处理方案,由此为设备的稳定、可靠、安全运行提供了强有力的技术保障。
        4智能变电站的构建方式
        4.1系统架构
        智能变站的体系架构比较紧凑,功能多样,他能够把初次、二次设备结合起来,利用相关设备形成其自己的设备层,主要用来对变电站进行测量调控,该层内相关设备的工作方式更加集中,同时在智能变电站的内部系统中充分发挥相关软件的技术优势,实现各种功能的按需调度,并通过变电站监测、与维护工作的程序预设,加强对相关空间的利用效率,间隔设备层则用来实现变电站内相关数据的的模块化处理,以更好的促进信息资源的共享,这种分层设计方式,一方面实现了变电站内各个设备与通讯设施之间的监控与合作,另一方面也保障了内部各设备之间的独立性,既实现了集约化管理的效率性也能够通过模块化处理提升变电系统的稳定性。智能变电站的这种架构设计提高了自动化程度,也使智能变电站相关设备的联系更加简单快捷,使信息交流、各种功能分布和集中更加合理,也将加强变电站系统的稳定性,促进变电站能力的调整升级,对系统配置进行整体优化,节约运营成本,提高变电站管理水平。
        4.2控制保护的策略
        目前,变电站的各项数据参数变化速率加强,以预先设定相关参数,再根据实际变化进行后期调整的传统电力保护已经不能适应电网运营的强度。尤其是分布式能源的引入,冲击了电力系统的工作方式和运作状态,开放性保护政策的应用势在必行。开放型的保护策略能够通过动态调整保护措施,以适应智能电网的不断变化的安全运营需求,对不同的控制系统采取不同的保护性策略有利于在智能变电站内部形成多层次的控制系统和数据处理系统,提高变电站系统内部的故障检验与决策反映速度,这样就能够将变电站内各种风险分散化理,多角度对变电站进行保护。同时信息网络技术的迅猛发展也能为开放的智能变站保护系统的建立提供技术支撑。
        结束语
        智能变电站是一种高功能变电站,相较于传统变电站,智能变电站不仅能对信息自动采集、检测、计量,还具有低碳环保、交互性好、高度集成、高度可靠等许多优点。建设越来越多的智能变电站,既利于节能供电,控制操作也比传统的变电站简单,而且输送电运行更加可靠安全。智能变电站已成为目前变电站建设及发展主流,为此对智能变电站技术特点进行了分析探讨。
        参考文献:
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        [3]谢明威,姚书航,唐慎佳,刘松杰,李辉,张为杰.智能变电站技术及其对继电保护的影响研究[J].中国高新区,2017(23):117.
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