浅析变电站智能化建设改造的必要性

发表时间:2021/7/26   来源:《科学与技术》2021年3月第9期   作者:梁琦
[导读] 随着社会经济的飞速发展,电力供应已成为经济发展的重要推力
        梁琦
        国网襄阳供电公司物资部(物资供应中心)
        摘要:随着社会经济的飞速发展,电力供应已成为经济发展的重要推力,供电可靠性也变为全社会关注的热点问题,各级变电站作为电力供应网的各个关键节点,其重要性是不言而喻的。本文就变电站发展的变化趋势进行浅析,分析综合自动化变电站与智能化变电站各自发展的优缺点,阐明智能化变电站的新建与综自型变电站智能化改造的必要性,并提出若干未来智能化变电站发展方向的观点。
        关键词:自动化变电站;智能化变电站;发展历程与优越性
一、为何国家电网公司要大力推进智能变电站
        如今现代经济飞速发展,用户需求种类繁多,电网运营面临巨大挑战,随着电网复杂程度的增加,各级调度中心必须采集各类信息,以便及时掌握电网运行情况,为提高现代电网的可控性,要求采用先进的远方集中控制、集中操作和反措等,因此,国家电网公司已经将智能电网建设作为的一项重要发展战略,这对企业的技术创新能力提出了新的要求,更是一次电网管理模式的跨越式发展。
二、我国变电站控制系统的发展历程
        我国变电站发展目前经历了3个阶段,分别为传统变电站、综合自动化变电站和智能变电站。
        1、传统型和自动型变电站传相比,其优越性有哪些。
        
        微机保护和微机自动控制变电站就是综合站,对比传统型继电器变电站具有故障自诊能力,使电网系统的可靠性大大提高。提高电力系统的运行、管理水平。变电站的测量、记录、集采等型号都由计算机自动完成,并将采集参数及时送往调度中心,使中心能及时掌握各变电站的运行情况,对它进行必要的调节与控制,全面提高运行管理水平。缩小变电站占地面积,降低造价、减少总投资,减少人为误操作的可能。
        2、智能型变电站与综合型变电站对比有哪些优越性。
        智能变电站是变电站控制系统的巨大变革,电磁式的电压及电流信号将被电子式的光学互感器所替代,摒弃传统模拟信号输入,改用全数字信号传递,实现完全的数字化信息采集。智能型变电站的实时信息传输速度将达到前所未有,这不仅仅是设备和传输方式的革新,更多地是远程操作和智能控制的提高,体现了智能电网自动化和互动化概念。
        
三、智能型变电站在过去变电站基础上发生了哪些跨越
        智能型变电站实现了两个技术上的跨越:一是监测设备的智能化,重点是对开关、变压器的状态信号的采集;二是故障信息分析决策,通过网采网跳方式,以光速响应对电网系统的控制。
    在变电站各元件的信息通信里,综合型变电站通信模式基于RS485的传输,也就是485网线传输,虽然传输信息量大,可以连成网络,但网络的节点数减少,且为主从式设计,限制传输效率.仅仅适用于RTU方式和小规模分布式网络,而智能型变电站则基于以太网络的传输,传输信息量及速度极大,信息传输依托对应网络协议,能实现对系统的毫秒级控制,随着近年芯片技术和光纤传输技术飞速发展,智能型变电站更加适用于大规模的分层分布式控制系统。  
    在测量电气信号方面,使用了光感互感器,不再使用油化互感器,减少因充油而产生的易燃、易爆炸等危险。互感器运行暂态响应好、稳定性好,保证了电网的高可靠性。低压侧无开路高压危险。频率响应范围宽、暂态响应范围大、测量精度高、优良的绝缘性能,由于信息载体是光,用光纤传输信号,因此具有光学敏感和光纤传输的优点。例如耐腐蚀、耐老化等。
    采用光学信息采集,在抗电磁干扰能力上得到加强,一、二次设备的屏蔽配合光学信号装置,减少强电回路的感应耦合,过去的模拟量、开关量输入量、输出量等信号没有滤波的考虑,使设备本身质量的干扰大大减小。由于不再使用传统的电缆接线,取而代之的是光纤,并且大量使用了功耗低的电子元件,不管是各种设备还是接线,都有效的减少了能源的消耗和浪费,不仅降低成本,也降低了变电站内部的电磁、辐射等污染对环境的影响,提高了环境的质量,实现了变电站性能的优化。
        同时智能型变电站所具有良好的交互性保证了高度可靠性,大大彰显了智能变电站的工作特性和负担的职责,智能型变电站在实现信息的采集和分析功能之后,不仅可以将这些信息在内部共享,还可以将其和网内更复杂、高级的系统之间进行良好的互动。智能电网的互动性确保了电网的安全、稳定运行。客户对电能的基本要求之一就是供电可靠性,而智能变电站具有高度可靠性得特点,在满足客户需求的同时,也实现电网的高质量运行。
四、智能电网的未来发展
    智能电网作为未来电网的发展方向,逐渐延伸至发电、输电、变电、配电、用电、调度、通信信息等各个环节。在上述这些环节中,智能型变电站无疑是最核心的关键点之一。

        按照国家电网“十二五”智能电网建设规划,新建智能型变电站进度增速较快,在后期,智能型变电站改造占比将逐步提升。未来的智能型变电站减少了数据传输环节,提高就地装置的运行可靠性;采用合并单元智能终端一体化装置、整合测控装置,简化二次电缆布线,全站集成化水平大幅提升。层次化保护控制系统应用取得相当的成就,实现站域后备保护和站域智能控制策略,突破了间隔化保护控制的局限性,拓展了变电站的智能化应用。
        构建一体化监控系统,深化信息综合分析、智能告警、一键式顺控等高级应用功能,解决目前系统功能分散、集成度低、数据采集缓慢、维护工作量大等问题,提升变电站监控系统的集成化和智能化水平。采用先进数据通信网关,提供面向主站的实时数据服务和远程数据浏览,满足主从站信息交互的“告警直传、远程浏览、数据优化、零时响应”的新要求,支撑调控智能化的业务需求。采用数字化工具的一体化监控集成调试环境,大大简化调试工作量,缩短变电站建设调试周期。采用全站运行状态监测和远程可视化技术,通过数字化工具简化变电站日常运行和维护工作量,提高智能变电站运维的便利性。
        结语
        目前国家电网公司推进的智能变电站运行效果为基本达到预期,但是也存在一些问题制约智能型变电站的推广,主要原因是智能型变电站造价相对较高,同时国家电网公司正在积极推进第二代智能变电站试点新项目,预计会放缓现有智能变电站建设进度。但是随着智能变电站试点项目逐步投入运营,智能站得比例将继续提升,建设进度将不断加快。
    总体上,智能型变电站采用集成化智能设备和一体化业务系统,采用一体化设计、一体化供货、一体化调试模式,实现“占地少、造价省、可靠性高”的目标,可以说这将是未来变电站发展方向的一个必然。
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