智能电网中智能变电站运行管理模式探索

发表时间:2020/5/25   来源:《中国电业》2020年第3期   作者:刘虎
[导读] 近年来,随着技术进步及装备制造水平的提升,
        摘要:近年来,随着技术进步及装备制造水平的提升,建设和发展智能电网成为现实,并在国内外成为发展国家经济和能源的共识。而智能变电站作为连接发、输、变、用电中的中枢环节,是智能电网的载体,是保证智能电网安全可靠运行的重要环节。本文首先简要概述智能变电站的优点,其次分析了智能变电站运行管理要求及技术支持,最后就智能变电站的运行管理模式进行归纳探索。
        关键词:智能变电站;运行管理;模式
       
        在智能电网的建设及发展中,智能变电站成为主要依托,且以提高智能变电站智能化水平的电网架构模式逐渐得到实践应用[1]。相比于常规变电站,智能变电站采用了智能化的一次设备及网络化的二次设备。智能变电站技术的应用,减少了运行人员设备维护及操作工作量,也缓解了检修人员的检修技术难度,既提高了电力工作者工作效率,同时也提高了电力系统运行的安全稳定。在常规变电站走向智能变电站的发展趋势下,研究智能变电站的运行管理模式,与时俱进地转变现有变电站运行管理方式以适应智能变电站发展已变得极为迫切。
        1、智能电网中智能变电站基本概述
        从智能电网中智能变电站内涵上看:在电力系统中,通过智能变电站这一基础设备,依托电网信息采集、电网传输控制、电网动态追踪、电网信息通信等电力系统应用技术,使电网系统能够兼具智能化、一体化、集成化、信息化等特征。从其内涵可分析:智能变电站技术的引入,可以凭借智能变电站的功能作用,实现变电站内部系统与外部系统的联动;智能变电站在保障电网系统安全稳定运行的基础上,主要发挥设备的自动控制及保护功能,增加变电站自动控制占比,将人工干预的电网影响程度将至最低;智能变电站的显著优势在于变电站设备的智能性、远程操作性及人机互动性。
        从智能变电站技术特征属性上看,其具备以下几个特点:第一,智能变电站在信息及信号的处理上,凸显出了系统的数字化特征;第二,相比以往,智能变电站不管在一次还是二次设备上,都体现出智能化的特点;第三,依托智能变电站架构形式,电网系统各节点具备了更加高级的控制功能,在电网分支点及电网设备操作上智能化程度更高,预警识别及隐患监控的精准度也更加优异;第四,拥有表现更加先进突出的通信平台。智能变电站的最主要技术特征是实现通信平台标准化、网络化、一次设备智能化、全站信息数字化、自动化的运行管理系统以及基于以太网的IEC61850标准的通信网络。经由表现趋于完善的智能化通信网络,达到变电站的设备高度集成,从而完成智能电网的安全性和可靠性发展。
        2、智能电网中智能变电站运行管理的基本要求及技术支撑
        在智能电网网络架构中,对于智能变电站等基础场所中电力设备的控制,通常是通过集中控制模块得以实现,在集中控制模块中对设备下达相应的操作指令后,电力设备再予以反应并执行[2]。为确保电力设备操作指令能够正确无误,在电力设备操作过程中,主要借助高素质的运行人员(调度人员)及智能化的调度系统实现和达成。但不可避免地,由于在这一过程中涉及到人为参与等因素,智能变电站设备在实施指令时,如控制过程及控制时间都较复杂或较长,则受控设备在响应指令时,可能会由于一、二次设备的状态复杂性,存在误动或拒动的机率。
        由此,对智能电网中智能变电站的运行管理也提出了相应的要求:应实现对电力系统及设备的实时监督,尤其要在智能电网的辅助下,对变电站的运行状态进行快速精准响应。并且在实际中,依托分布式电源技术,电网逐渐在电气元件,特别是非线性电气元件配置上趋于复杂,相应地电网控制技术要求规范更高更严格。如果依然延循传统的电网控制模式,采用人工搭配自动化等,则无法将电网控制命令分解到电网设备中。此时应借助电网智能变电站运行管理模式,实现运行人员(调度人员)能够将精力更多地放到电力设备的监控及操作上。这就引出电网智能变电站应具备如下技术特点和优势:运行人员(调度人员)的人工分析被变电站自动化分析模块取代,在调度对象及调度区域上依靠智能变电站带有的自动解析功能,将基于电气设备的操作细分为单步指令。

在此基础上,通过故障识别分析及处理功能,了解并及时向运行人员(调度人员)反馈操作风险信息,然后由人机共同对可能制约影响电网运行安全稳定性的故障因素进行预防及化解。
        3、智能电网中智能变电站运行管理模式的归纳探索
        3.1、智能电网中智能变电站电气设备管理模式
        事实上,在我国国家层面电网架构体系中,智能变电站,无人值守变电站技术已经趋于成熟。以广东电网为例,在220kV变电站中,智能变电站已实现了70%以上的覆盖,电网设备在管理模式上得到了极大优化。例如,国家电网及下属电力企业现已建立并逐步完善的电网设备管理中心,能够兼具电力调度、电网运行跟踪、电网决策仲裁、电网数据调集融合等诸多功能,同时还实现了调度运行与设备管理的互动,极大提升了整个电网的设备管理水平。在智能电网技术支撑下,作为电力企业而言,要在智能变电站电气设备的管理上不断强化,保障电气设备管理水平能够与智能电网的运行管理高要求彼此匹配[3]。在智能变电站电气设备的功能配置及管理应用中,要广泛涵盖变电站设备的状态自检、人机试验、设备检修预警等多个方面的功能。
        3.2、智能电网中智能变电站信息保障系统模式
        针对智能电网中智能变电站依赖的电网信息这一因素,智能变电站在运行中应配备相应的信息保障系统模块,该模块在电网信息数据的访问以及电网信息数据的传输都应有相应的途径和通道。此外,各类可能对智能变电站运行管理造成影响的因素,如变电站运行环境、变电站设备资料、变电站故障风险等,可通过电网智能变电站信息保障系统,将此类信息进行收集、记录、存储及应用,进而确保电网智能变电站在运行中能够实时调用读取各类信息。
        3.3、智能电网中智能变电站具体运行管理模式
        第一,电网运行异常信息及故障排查功能。智能变电站应可以对站内的各类信息,主要是电力设备的运行信息进行跟踪,识别异常信息及故障信息,然后生成故障分析及处理指令,进而进行报警,必要时执行动画保护等关键指令。以往变电站管理模式系统中,在变电站运行异常情况的识别及报警上,预警及故障圈定的范围过大,实现不了对故障信息的分层处理。智能变电站则应可以凭借电网系统中的实现监控模块,对电网的预警信息进行精准诊断、故障部位快速判定、扰动类型快速辨识,确定电网事故类型、事故原因等关键要素。运行人员(调度人员)在获取相应的异常报警及故障信息后,对其进行研究分析,排查故障发生的原因,并采取对应措施。第二,二次设备状态监测和评价功能。二次设备评价和检测系统主要由保护测控装置、智能终端、合并单元以及直流系统构成,主要负责收集二次设备运行状态中的信息,对这些信息进行存储、整合、整理、分析、归纳等信息处理,实现对二次设备的状态精准分析,避免设备的一次检测不准确,提高检测的有效性。第三,远方顺序化控制功能。借助电网智能化技术和一体化技术,智能变电站还能够发挥自身在远方顺序化控制方面的作用。经由远方顺序化控制功能,变电站设备运行中的信息数据等,能够与电网调控中心有效对接,对接途径则为遥感操作。
        4、结束语
        智能变电站运行管理对智能电网发、输、变、用电质量深远影响。在进行智能变电站运行管理模式研究时,应依托当前电网及设备智能化技术,在智能变电站的电气设备管理、信息保障系统管理及运行管理上提高适配性,确保智能变电站真正发挥自身在信息处理、故障识别、远方控制方面的职能作用。
       
        参考文献:
        [1]王鑫.智能电网系统中智能变电站的架构研究[J].工业技术创新,2016(3):380-383.
        [2]刘,卜强生,袁宇波,宋亮亮.江苏电网智能变电站二次系统关键技术应用现状[J].电气应用,2014(14):30-35.
        [3]马骏,陈文升.智能变电站技术在上海电网的应用分析[J].电力与能源,2011(6):474-477.
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