智能变电站建设关键技术应用分析

发表时间:2020/6/16   来源:《当代电力文化》2019年第22期   作者:李阳 费腾
[导读] 本文结合某地110kV智能变电站对智能变电站的定义及主要特质、优势及关键技术进行了阐述,并结合设备的配置方案、线监测和状态检修的选择和配置进行了分析思考。
        摘要:伴随着社会经济的高速发展推动电力行业的迅猛发展,智能型变电站成了智能网不可缺少的重要组成部分是关键环节,是智能网的基础和重要的支撑。本文结合某地110kV智能变电站对智能变电站的定义及主要特质、优势及关键技术进行了阐述,并结合设备的配置方案、线监测和状态检修的选择和配置进行了分析思考。
        关键词:智能变电站;智能变电特征;智能变电关键技术
        引言
        电网智能化建设是电网现代化建设的核心,需要在传统的输配电网络中,将数字技术、信息化技术等较多的前沿技术融入到输配电系统中,其主要目的是为了实现整个电网的稳定、可靠、环保、高效发展。因此,对电网智能化建设的关键技术进行分析有着非常重要的意义。
        1智能变电站的定义及主要技术特征
        智能变电站是基于大数据人工智能技术的发展,采用的是先进的测量、控制技术,可靠的信息技术和手段,通过对运行数据信息的采集、控制和集成,对变电站自动进行动态监测和实时调节并能进行在线分析判断、决策等。总的来说,就是集数据采集、分析判断进行决策并对设备调节,通过完善的信息平台和科学化的理论建模完成电压等级变换、电压的调整,并满足工作及生产活动所需电能的输送、分配控制及电能的流向。智能型变电站具有通讯信息数字化、通讯接口标准化、信息共享标准化的特征,符合智能电网的发展趋势。
        1.1通讯信息数字化
        指智能变电站采用的隔离开关、断路器等设备都装设智能终端能够进行灵敏操作;采用电子式电压/电流互感、继电保护装置等设备能够精确测量,设备具备双向通信功能,能够通过5G网络进行信息传输和管理,并满足变电站运行数据的采集、传输、数据分析、处理过程的数字化。通过隔离开关、断路器等设备的智能终端,实现一次侧变电设备运行数据信息的就地采集,并能够进行操作命令准确执行,信息系统数字化的最直接地体现在新疆伊力特110KV变电站采用了SDH光传输设备。
        1.2通信平台网络化
        要完成变压器等设备运行数据的传输就需要采用技术先进的通信网络平台,采用标准的通信系统。选用自动化程度高、智能型的高压设备,利用冗余技术提高系统运行的可靠性;电子电压/电流互感器、断路器、隔离开关等一次侧设备采集的数据由通信网络同时发送到测量、保护、故障录波等二次装置,以实现数据共享。利用5G网络技术、大数据分析实现对自身全面的检查、诊断,对故障问题及时进行修复。
        1.3信息共享标准化
        伊力特110kV变电站的I区通信网关机装置、主变保护测控屏、时钟同步屏、10kV线路保护测控装置、故障录波器屏及远方电能测量采集终端等都具体统一的信息共享标准。在保证测量数据的完整性、一致性的基础上,采用统一的数据处理平台,为各种智能应用提供标准化、规范化统一的信息访问接口。
        2智能变电站优势
        (1)电缆被光纤代替体现出的最明显优势是铜材料的大量减少。同时,大大降低了二次接线的技术难度,敷设工作量随之减少。而且采用数字信号进行传输处理,增大了测量的精确度;(2)一次设备和二次设备之间存在联系,使得集控室不会受到一次设备的电磁干扰;(3)变电站集控室面积缩小,二次设备也达到了小型与集成的标准,布置十分灵活;(4)智能变电站通过结合远动、源监控和保护信息子站等功能,实现一体化监控,建立全站性信息数据平台,既有助于共享信息,也减少资源的浪费和重复;(5)诸多高级功能运用减少了操作人员工作负担,降低操作失误率,也简化了变电站的后期扩建工程。
        3智能变电站关键技术
        3.1硬件集成
        传统变电站通过中央处理器配合外围芯片或外围设备实现信息的采集和处理。中央处理器不仅负责大数量的数据计算与逻辑分析,还要负荷部分高级应用功能。因此,变电器多数功能的运行速度和实施效果都取决于中央处理器的性能优劣。

然而,中央处理器所能集成的资源并非取之不尽,无法负荷不断增加的智能变电站需要实时处理的信息,对智能变电站技术的发展造成阻隔。此外,中央处理器中的硬件资源无法匹配智能变电站的标准,造成资源浪费。当前,在电子学迅猛发展的背景下,硬件系统可通过硬件描述语言,使设计具备模型自动化与集成化特性。真正意义上针对功能的模块化设计就是在智能设备内部固化部分固定逻辑分析处理过程,部分软件功能也可以转化为硬件来完成。这种设计在实现实时、可靠且准确的逻辑处理、排除信息传输瓶颈的同时,减少了硬件资源的消耗,提升了设备的集成程度。
        3.2信息管理和存储
        智能变电站利用可自动恢复的高速局域网成功建设全变电站统一的数字化信息平台。该平台拥有故障自行恢复机制,为智能变电站信息采集的质量提供保障。统一的数字化信息平台是智能变电站集中收集管理信息设计思想的体现。集中管理信息除能更方便地完成各种信息的集成、冗余、调用和转换外,还可以提供坚实的基础信息与技术支持,向变电站下方简易的调度命令。信息系统的高度集成性和数字化信息平台的全站统一性在为智能变电站带来不菲的经济效益和可观的扩展空间的同时,也提供了可实现信息的资源共享、分配以及动态扩展的平台。然而,在实时传输信息时,数量巨大的采集信息会造成一定困难。因此,实现优先级传输信息和就地存储信息是十分重要且必要的。其中,优先级传输信息可以保障关键信息传输的实时性、可靠性和准确性,而就地存储非关键信息能够减轻传输网络的负荷并提供充足的信息依据帮助系统做出决策。
        3.3软件构件
        软件作为智能变电站的重要组成部分,需要完成多项功能。在传统层面上,软件主要负责对信息进行测控管理、对站内的状态实时预估、对在线时的状态进行全天监测、对电能的质量进行评促测定以及维护智能化管理,甚至还需要在工程配置文件的指导下,保证系统工程的数据能够智能自动生成,并再一次自动构造和建设变电站系统与设备系统的模型。
        3.4智能检修与远程监控关键技术
        在传统的供电线路检修过程中,人员实地检修是主要的检修方式,人力消耗非常大,同时安全性较差。而在电网智能化建设过程中,可以将配电网中整个线路的设备状态、绝缘情况、实际功率、电压与电流大小等实现实时远程监控,同时利用相关的信息技术对线路的状态进行检修,精准实现故障定位,对于出现的冰雪覆盖能够实现自动融化等
        3.5电网系统智能需求侧管理
        微网技术是由分布式电源、负荷以及其他监控、保护装置组成的小型发配电系统,其中还可能包括换流器、储能设备等。它既能并入大电网运行,也能实现孤岛运行。利用微网技术可以提高电网的可靠性和电能质量,吸引用户参与需求侧响应。
        3.6智能保护系统
        在传统的电网系统中,保护装置的定值多数情况下需要以人工现场设置的方式进行,但是在电网智能化建设中,智能保护装置可以实现对整个控制中心的各种数据的实时接收,从而能够根据整个电网的运行状态,及时调整相关参数,不仅能够节省人力成本,还较好地提升了整个系统的自动化水平。
        结语
        综上分析,全面推进电网智能化建设已经成为了整个电网系统发展的必然选择,同时,通过电网智能化建设较好地提升了整个电网的智能化水平,但是其包含的技术关键点非常多,这就需要电力企业从自身实际情况出发,加强电网智能化建设研发力度,进一步提升电网智能化建设水平。
        参考文献
        [1]本刊编辑部.科学规划试点先行确保农村电网智能化建设顺利实施.农电管理,2019(4).
        [2]钟 金,郑睿敏,杨卫红,等.建设信息时代的智能电网.电网技术,2019(13).
        [3]中国电力出版社.Q/GDW441—2010智能变电站继电保护技术规范.北京:中国电力出版社,2019(14).
       
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