智能变电站稳定控制系统应用设计

发表时间:2020/10/12   来源:《基层建设》2020年第16期   作者:王丽姿
[导读] 摘要:在我国进入21世纪的新时期,我国的经济迅猛发展,社会在不断进步,近些年来随着技术水平的提高以及社会发展的需要,我国智能电网有了快速发展。
        国网晋城供电公司  山西省晋城市
        摘要:在我国进入21世纪的新时期,我国的经济迅猛发展,社会在不断进步,近些年来随着技术水平的提高以及社会发展的需要,我国智能电网有了快速发展。二次继电保护是智能电网中最为重要的部分,在实际应用过程中因为其可以大大提高供电稳定性以及兼容性而得到了大范围应用。本文主要概况分析智能变电站中二次继电保护技术内容,同时阐述其应用和发展情况,希望能够对相关人士有所帮助。
        关键词:智能变电站;二次继电保护;控制系统
        引言
        稳定控制装置(简称稳控装置)作为一种跨间隔设备,具备跨不同电压等级多路采样、多元件控制等特点,是电网不可或缺的组成部分。稳控装置数字采样方式分为“直采”模式和“网采”模式。“直采”模式即装置与合并单元直接点对点连接,忽略光纤传输的时延,采样延时准确可靠。“网采”模式即合并单元通过站内过程层交换机实现采样数据给不同装置数据共享,具有接线灵活等优点。因过程层交换机对采样报文转发时延无法测定,依据国家电网公司的规范要求,稳控装置对跨间隔采样只使用“直采”模式。文中只讨论“直采”模式下稳控装置跨间隔采样的同步、重采样问题。
        1系统功能需求分析
        在电力系统中变电站内部设备复杂,变电站具有一定的空间地理分布性,智能变电站辅助信息系统设计主要是为了更好地满足智能变电站运行管理的基本需求,保证智能变电站运行的安全性和可靠性,提高智能变电站的运行效率,为整个智能电网的运行提供重要保障。智能变电站辅助信息系统设计中,系统功能模块是相互独立的,模块之间的数据关联性非常紧密。在系统中针对变电站基础信息进行数据维护,并管理变电站内设备采集的信息。系统设计的角色层如图1所示,系统管理角色模块功能可实现对系统内数据的维护和管理,包括对设备基础数据的采集。操作角色模块是负责变电站的数据操作和管理。用户角色模块可查询系统数据,并对数据信息进行维护,有针对性的对系统信息进行业务逻辑操作。在设计系统时,主要是对设备间环境功能模块和消防设备功能模块进行设计。设备环境监控模块功能需求设计,要解决由于设备热负荷过高和设备老化等情况,使得变电站设备无法正常运行的问题。设备环境监控模块功能可远程控制设备,保证设备的安全运行,有效解决变电站环境参数和设备状态分布监控问题。消防设备维护模块功能主要是对系统、用户和业务数据进行常规管理,实现对设备的巡检功能,建立报表并发送数据。
        2智能变电站稳定控制系统应用设计
        2.1智能变电站二次继电保护稳定控制系统重构保护技术分析
        在重构保护技术结构应用过程中,可以通过对应的管理标准以及参数体系实现在线配置和模型的重组,能够最大程度上保证电网结构和技术要求之间良好的匹配性。在重构保护技术具体应用过程中,相应技术人员可以对继电保护系统实际操作元件实施更加有效的管理,能够对其进行实时性检测并获取相应的监测数据,通过对数据的分析得出具体的诊断结果,从而建立起更具针对性的处理机制以及控制措施,能够在最大程度上确保隐性问题和故障可以得到有效处理,进而可以大大提高技术结构以及模型的稳定性。另外,通过重构保护技术的有效应用,可以第一时间发现失灵故障所在,可以对参数数据进行必要的调整后建立起相应的模型,以此来形成自愈保护功能,在最大程度上确保继电保护系统的完整性以及有效性。重构保护技术最主要优势就是自愈功能,通过此功能的应用可以在进一步提高效率的基础上确保项目整体运行质量,从而有效防止二次继电保护故障问题发生。


        2.2二次系统采样方案优化设计
        考虑到500kV的线路保护对于整个系统稳定的重要度,使用常规电磁式互感器的智能站中,500kV线路保护使用传统的电缆点对点采样,其余保护仍接收合并单元的点对点采样值,跳闸出口方式按经由GOOSE直跳。得到第一种采样优化设计方案如下所示:(1)各CT双套配置合并单元;(2)线路保护按传统电缆直采,使用双重化配置方案,并串接在合并单元之后;(3)断路器保护与母线保护均使用经合并单元SV的点对点直采;(4)测控装置、故障录波装置、PMU、网络报文分析装置等均使用SV网采。此外,给出第二种设计方案,此方案既能满足保护可靠性与速动性要求,又实现了全站采样的统一性。第二种采样优化设计方案如下所示:(1)各CT单套配置合并单元;(2)各保护与故障录波装置均使用电缆直采;(3)测控装置、PMU、网络报文分析装置均使用SV网采。相较于第一种方案,此方案中故障录波装置经由电缆直连采样,增加了电缆使用量,投资相对较高。此外,此发难不利于模块化建设,无法实现保护采样值的全站各装置数据共享,不利于未来进步技术的实现,同时很难完成对各个二次设备在线监测,所以一般情况下不推荐使用此方案。两相比较,第一种方案在一定程度上提升了线路保护的速动性,与此同时更是兼顾实现了全站各设备间的采样值共享。
        2.3智能电网二次继电保护稳定控制系统的重构保护技术
        在实际技术结构应用和扩展的过程中,借助相关参数体系和管理要求,要积极践行更加完整的在线配置以及重组模型,确保电网结构和技术要求之间的匹配效果符合预期。在系统中应用保护重构技术的过程中,技术人员能够对继电保护系统的具体操作元件展开针对性地管理和实时监测,在对监测数据进行分析后,针对具体问题进行诊断,从而建立健全对应的处理机制和控制措施,确保隐性问题以及故障都能得到有效地甄别和处理,从而在一定程度上提高了整体技术结构和模型的稳定性。另外,在技术结构应用后,能及时发现失灵故障,通过调整相关参数的数据组成模型,自动进行替代,从而保证继电保护系统运行的完整性和实效性。需要注意的是,自愈功能是保护重构技术的核心优势,其能在提高整体效率的基础上,维护项目运行质量,从根本上规避了二次继电保护故障问题。
        2.4智能变电站二次继电保护稳定控制系统技术分析
        对于智能电网来说,需要充分考量具体管理需要以及控制措施来进行相应技术分析,要确保应用模型的稳定性,同时也为管理体系的升级优化提供基础保障。通过二次继电保护系统的应用,智能电网可以提高供电服务水平,可以为项目发展打下较好基础。同时,可以在保证用户获取电能基本服务的基础上获取更为有效的系统化、标准化信息,能够保证处理机制和管控措施的稳定发展,同时也能大大推动项目的整体升级。只有从根本上提高保护系统的稳定性,才可以为系统的升级优化提供便利,能够获得更加优质的服务体验。
        结语
        随着电力系统的智能化和信息化建设,智能变电站在电网中得到了广泛应用。智能变电站辅助信息系统的研究,可提高电力系统对电能的科学合理分配,提高电能的利用率,促进我国智能电网的健康发展。智能变电站辅助信息系统的设计研究,在智能电网的建设中具有重要意义。
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