赵俊杰
四川省能投会东新能源开发有限公司 四川 会东 615200
摘 要：随着信息技术的不断发展，其被广泛的应用于多个领域，促进了生产水平的不断提升。通过将其有效的运用于变电站中，能够促进变电站智能控制程度的不断提升，进而逐渐形成智能化的变电站。智能化变电站作为智能电网的重要组成部分，其在智能电网的运行过程中主要起着能源转换和控制作用。本文对智能变电站技术在风电场升压站中的具体应用进行了比较深入的论述，分别从电气设备选择与布置和升压站自动化设计两方面进行讨论，有助于促进智能变电站技术在风电场升压站中应用的不断深入，对于从事相关工作的技术人员具有一定的借鉴意义。
关键词：智能变电站；风电场；升压站
1 前言
智能变电站所采用的各种设备具有先进、可靠、集成以及环保等特点，以全站信息数字化、通信平台网络化以及信息共享标准化作为控制工作的基本要求，在其实际的运行过程中能够实现信息采集、测量、控制、保护、计量以及检测等控制功能的自动化运行，进而促进变电站运行水平的不断提升。本文结合某风电场项目对智能变电站技术在风电场升压站中的具体应用进行论述，该风电场共设计有24台2000kW的风力发电机组和1台1500kW的风力发电机组，整体装机规模为49.5MW，并配套建设有一座110kV的升压站，采用110kV等级的电压接入到电网系统。
2 电气设备选择与布置
通过结合该升压站的工作需求，选定2台50MWA的主变压器，110kV采用单母线分段连接的接线方式，2回主变进线，2回出线；35kV同样也采用了单母线分段连接的接线方式，每段母线接3回风机馈线，1回接地变馈线，1回无功补偿馈线。
基于智能化变电站的建设需求，在对电子式互感器进行优选的过程中，由于罗氏型电子互感器在抗电磁干扰和环境温度适应性方面的尚不确定，需要进行长时间的验证，但是结合当前的使用情况可以推测其使用寿命不会超过10年；而光学互感器在实际的运行过程中极易受到外界环境温度变化的影响，这就会导致其无法正常工作。因此，为了满足风电场升压站长期稳定运行的需求，决定选用常规互感器+智能终端的设计方式。110kV配电装置采用GIS户内布置的方式，并在每个间隔内配套建有合并单元+智能终端结合的控制设备，布置在GIS室内。35kV配电装置采用金属铠装移开式高压开关设备进行户内布置，并在每条馈线内部设置了具有保护功能的测控一体装置，进而确保设备的安全运行。
3 升压站自动化设计
根据升压站自动化设计的要求，即设备配置和功能能够满足“无人值班，少人值班”的运行控制要求，所进行的设计如下所示。
3.1 计算机监控系统配置
升压站所采用的计算机监控系统采用了分层、分布以及开放式的网络结构进行布置，主要包括：站控层、间隔层、过程层以及网络设备等部分构成的。其中，站控层中的设备是按照电站远景的规模要求进行配置的，而间隔层和过程层所采用的设备则是按照一期工程的规模进行配置，同时，还考虑到终期规模的具体应用。为了便于操作，站控层和间隔层的设备通常设置在升压站的主控制室内，进而能够方便后台技术人员进行调整操作等，而过程层的设备则需要进行分散布置，主要设置在GIS室、主变室以及配电室等位置处。为了满足110kV设备的变电运行需求，配置了相应的智能设备、合并单元以及智能终端等，进而能够在一定程度上提高设备运行过程中的智能化程度，而35kV的配电室内则设置了智能型保护测控一体装置，其具有非常强大的运行控制能力，能够对升压站运行过程中的电能分配、变换、传输、测量、控制、保护以及计量等功能进行系统全面的有效控制。此外，计算机监控系统所设计的安全防护能力需要满足电力二次系统的安全防护总体方案要求，进而为升压站的安全平稳运行提供可靠保障。
3.2 系统网络结构
为了满足智能系统安全平稳运行的需求，需要构建与之相匹配的网络结构，升压站全站采用了星型以太网，配备了双网结构，提高了网络的运行稳定性，并且还严格按照IEC61850中相关的通信规范对系统进行建模和信息传输，其中，采用了光纤的通讯介质，能够满足大量数据的传输需求。站控层中设置的网络主要承担着其内部各个设备之间的通信；而间隔层中设置的网络除了承担其内部构成设备之间的通信，还负责间隔层与站控层之间的通信，所传输的信息主要有MMS报文和GOOSE报文。当站控层所设置的网络失效后，间隔层其内部的网络需要能够独立完成数据的就地采集和控制功能的实现。
3.3 数据采集和处理
计算机监控系统通过其内置的I/0测控装置能够对模拟量和状态量等运行参数进行实时的采集，并通过其外部的公共接口设备接收其他通信装置传输而来的各种设备运行数据。监控系统对接收的信息数据进行数字滤波、有效性检查、工程值转换、信号触点抖动消除以及刻度加工等进一步的处理，进而就能从数据中获取升压站运行过程中的电流、电压、有功功率、无功功率以及功率因数等各种重要的运行参数，并将这些运行参数进一步传输至站控层和各级调度中心，为各项调整控制措施的制定提供科学合理的依据。
（1）采集信号的类型
在风电场升压站的运行过程中，所监控采集的数据主要可以分为模拟量和状态量两种不同的类型，其中，前者主要包括电流、电压、变压器档位、有功功率、无功功率、频率以及功率因素等参数；后者主要包括断路器、隔离开关、一次设备的告警新号、继电保护以及安全自动装置的动作等，进而能够对升压站的整体运行状态进行系统全面的有效监控。
（2）信号输入方式
不同类型的信号所采用的输入方式不尽相同，对于模拟量而言，其中的间隔层主要采用了交流采样的方式，即A/D转换位数≥16位，其采样的精度不得低于0.2级。在运行过程中，交流采样频率不低于32点/周波，进而能够顺利的采集到的13次谐波分量。过程层和站控层则主要是通过SV网络采集相应的交流量采样信息。
（3）数据处理
不同类型的数据信息所采用的处理方式不尽相同，对于模拟量类型的数据信息而言，所采集到的数据需要经过相应的转换、滤波以及数据库更新等处理方式；而对于状态量而言，所采集到的实时数据则不需要进行转换就能直接进行滤波和数据库更新等处理。
3.4 防误闭锁
为了尽可能确保升压站的安全平稳运行，防误操作必不可少，即需要设置相应的防误工作站，其具有防止误拉、合断路器，防止带负荷拉、合隔离开关以及防止带电挂接地线等危险操作，进而能够最大程度的避免操作人员的失误操作对系统造成的不利影响。在远方进行操作时，能够通过防误工作站对升压站运行过程中出现的误操作进行及时的锁闭功能，而进行就地操作时则需要由电脑钥匙和锁具来实现相应的锁闭功能，进而能够在受控设备的操作回路中串接本来处于隔离状态的闭锁回路。
4 结语
总而言之，为了进一步提高风电场升压站的控制运行工作水平，通过将信息技术与变电站的控制运行工作进行有机结合，进而实现了智能化的变电站控制技术。在智能变电站技术的控制下，能够对升压站的整体工作状态进行实时的监测，一旦发现异常情况就能及时通知远程的技术人员，进而为风电场升压站各项工作的顺利开展建立可靠保障。
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作者简介：姓名：赵俊杰（1987.12--）；性别：男，民族：汉，籍贯：四川省南江县人，学历：本科；现有职称：工程师；研究方向：电气工程及其自动化。