论智能变电站的优点分析及规划与建设

发表时间:2021/8/20   来源:《当代电力文化》2021年4月11期   作者:黎拉
[导读] 变电站在电力系统中具有非常重要的意义,从当前的实际情况可知,智能变电站作为其中比较先进的种类之一,相较于传统变电站来讲,其拥有非常多的优点,但是也会使运行与管理的要求更高。
        黎拉
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        摘要:变电站在电力系统中具有非常重要的意义,从当前的实际情况可知,智能变电站作为其中比较先进的种类之一,相较于传统变电站来讲,其拥有非常多的优点,但是也会使运行与管理的要求更高。在这一情况下,需要对变电站进行统一的规划与建设,才能够保证其满足实际要求。本文针对相关内容展开了综合性的讨论与分析,首先阐述了智能变电站的概念,其次列举了智能变电站的优点,探讨了智能变电站的设计原则,分析了智能变电站的优化设计,最后提供了智能变电站运行维护措施。希望通过针对相关内容的研究,能够使其发挥出更好的效果,为我国智能变电站的规划与建设提供更大程度的帮助。
        关键词:智能变电站;光纤通信;智能终端
        前言:伴随着智能电网的发展,智能变电站应运而生,主要是因为传统的变电站已经无法满足当前的实际需求。在电网不断建设与发展的过程中,智能化已经成为重要的发展趋势,智能变电站会逐渐进入到发电、输电和调度等环节之中,在这些环节中,智能电网具有非常重要的意义。在智能电网实际建设中,智能变电站可以发挥出非常大的作用,能够发挥电力通行与调节电压的效果,所以对智能变电站运行维护管理进行优化,具有非常重要的意义,可以有效提高整体建设水平。
一、智能变电站的概念
        变电站在电力系统网络中属于非常重要的组成部分,其连接的输电线路,能够对不同等级的电压进行变换和管理。从当前的实际情况可知,智能电网建设和以往的变电站工作经验结合下,利用智能化控制技术,形成了智能变电站。智能变电站在设备利用方面的整体水平更高,所使用的设备也可以更好的节约资源,并通过信息自动化技术为建设基础,可以有效提升信息的采集与处理效果[1]。通过智能变电站的利用,可以使电力系统更好的工作,降低各项因素所带来的影响,减少人工的利用,而且在出现问题的情况下,其也可以进行自我诊断与检测,将相关信息交给有关工作人员,缩短问题处理时间,为电力系统的运行提供保障。在这一情况下,就能够使运营电站系统更加可靠与高效,使其整体效果获得更大程度的进步。
二、智能变电站的优点
(一)光纤通信的利用
        智能变电站在通讯方式上可以降低二次电缆的利用,借助光纤通信技术优化传统电缆通信的缺点,更好的为变电站通信传输提供便利。光纤通讯在实际运行中,拥有抗干扰效果,本身的保密性也更好。在通信的过程中,其传输质量能够满足相关要求,整体通信速度相对较快。光纤通信主要是将信息转化为信号进行传输工作,通过将信号储存在激光器的激光束上,借助信号频率光纤进行发送,接收方也会收到相关信号,并进行转换,获得信息的最初内容。所以光纤通信在实际利用的过程中,本身的质量相对更轻,传输速度快,整体的稳定性强,在智能变电站中,可以发挥出非常好的效果。
(二)电子式互感器的利用
        电子感应器实际上是通过一个或多个电压与电流传感器组成的,相较于传统传感器来讲,其绝缘性能更强,在低压侧没有开路的高压危险,也并不会出现其他问题。在实际进行数据传输的过程中,本身的稳定性更强,不会受到外界干扰,在稳定的电压状态下,电子式互感器能够满足设备的在线监测与计量等方面的要求,可以从设备维护和投资等方面进行管控,降低整体成本支出,使其中的成本消耗更低。电子式互感器还拥有比较强的电气隔离功能,能够提高过电压现象的控制效果,避免受到这一问题的影响。
(三)智能终端的利用
        智能终端在实际利用的过程中,能够发挥出GOOSE指令记录的功能,通过运行中的跳合闸指令,GOOSE可以加强整体建设水平,并提高保护效果。如果智能终端收到跳闸的指令之后,可以发出受到跳令的文报,借助这一方式能够避免主控室控制工作的复杂性,使其整体控制水平进一步提高,避免因为控制效果不足,而造成其整体管控效果下降的情况,进而发挥出智能终端的实际效果,提高其实际利用水平。
(四)合并单元的利用
        合并单元的利用在智能变电站中拥有独立输出回路和处理电流电压信号等方面的优势,而且还可以提高信息传输的整体效果。合并单元能够连接多个光纤口,接受其中的信息,保护直接采样工作,借助这一方式还可以对其采样的整体效率进行优化[2]。除此外,合并单元的电压电流可以有效进行更换,同步效果也会更好,所以合并单元在智能变电站中的利用,可以发挥出更好的效果。
(五)高级应用
        智能变电站最明显的特点在于,其本身能够实现智能化应用,与传统变电站直接存在明显的差别。例如智能变电站的智能报警功能和数据分析功能,能够发挥出非常好的效果,与智能变电站基本功能的信息收集与控制等方面,可以实现有效结合,使变电站的智能化建设水平获得更大程度的提高,发挥出更好的效果。
三、智能变电站的设计原则
(一)信息储存的保护技术
        智能变电站利用数字化信息技术可以将获得的信息进行集中管理,展现出其本身的储存管理中的转换和集成信息模式等功能,通过这一方式还可以加强电网的互动信息和技术管理水平。智能变电站和智能网络之间可以实现更加有效的连接,主要是因为智能变电站在信息利用等方面,已经满足了相关的标准要求,所以智能电网在实际运行和安全效率等方面,能够进一步提升。
(二)硬件集成技术
        变电站的硬件设施会伴随着技术的发展而得到优化与改善,其复杂程度也会进一步提高。相较于传统变电站来讲,在硬件方面技术一直处于不断进步的过程中,智能变电站中,现代设施的功能得到了有效的设计优化,利用硬件集成技术并使用网络信息技术等,可以使用电设施的功能在变电站管理中得到有效优化。硬件集成技术还可以加强智能化设备的处理效果,借助各种软件对有关结果进行分析与计算[3]。而且这一技术对于变电站中的数据逻辑处理具有非常重要的意义,还可以解决传统变电站在信息数据传输中出现的问题,提高变电站等设备优化效果。
(三)软件构件技术
        如果想要加强信息管理和检测效果,就需要从变电站的软件系统角度出发,在把控方面需要从实际情况对其进行分析,使其整体效果能够获得更大程度的提高。通过有关功能的利用,可以加强对站内状态进行评估,对有关部分进行整体控制,加强智能化管理水平,实施在线监控。智能变电站在软件构件的技术之中,利用信息采集和变电站系统与设备集成等方面,进一步提高其实际效果。软件系统中的软件集成技术应用对于成本降低,避免重复完成同样的工作,而且能够有效的加强系统本身的安全性与可靠性,具有更加积极的意义。
四、智能变电站的优化设计
(一)电气主接线
        在使用简单的主接线方式的过程中,需要保证供电稳定,其能够降低智能变电站设备中的资金消耗,而且能够发挥出优化环境建设的效果。通过电气主接线的优化,可以在智能电子设备等方面发挥出更好的效果,而且也能够降低工作人员的工作量,避免造成大量的土地资源占用。
(二)GIS设备的选择配置
        很多城市中的土地资源并不是非常丰富,所以在建设智能变电站的过程中,需要重点考虑土地资源的节约,还需要提高其经济收益,使供电的效果得到更大程度的提高[4]。在选择GIS小型化设备的基础上,能够使配电室和变电站的占地面积明显减少,在这一过程中,需要判断哪一设备的体积对于变电站的整体建设更加有利,而进行针对性的选择,借此提高其整体效果。
(三)电气总平面的布置
        电气总面积的布置需要处在合理状态,而且在这一过程中,需要降低成本支出,保证投资的有效利用。在设计布置方案的过程中,需要考量框架式并联容器装置等占地面积情况,因为其成本支出更高,所占面积也比较大,所以在布置的过程中,需要保证其更加紧凑。
(四)高压设备智能化问题
        电子式互感器相较于传统电磁式互感器来讲,拥有更加先进的性能,但是技术本身并不是非常成熟,例如在整体性价比方面还有一定的进步空间,当前并不能满足有关要求。所以在电子式互感器实际利用的过程中,其出现各种问题的几率相对较高,本身的稳定性比较差,在超高压或者是特高压的线路中,非常容易出现各种问题[5]。从这一角度来讲,传统的互感器在合并单元中,对信息就地化的实施效果比较强,而智能变电站中可能会使用传统传感器,其能够解决电子式传感器利用之中的问题,而且还可以展开更加深入的研究,提高其整体智能化水平。
五、智能变电站运行维护措施
(一)加强人员管理效果
        伴随着变电站的实际利用,需要让相关工作人员进一步提高管理水平,从当前的实际情况来讲,智能变电站中技术人员和技术人员都需要拥有更强的综合能力,提高整体管理水平。在面对安全管理方面,需要学习更多的安全知识,定期展开有关活动,使所有工作人员都拥有更强的专业技能。在技术方面,智能变电站所使用到的技术和传统变电站并不相同,所以需要优化整体思想,提高工作人员的综合能力,使其在实际操作中,能够更好地掌握变电站的新技术与新特点,借此提高维护管理的整体效果。
(二)优化设备管理水平
        从当前的实际情况来讲,智能变电站的稳定运行对于各种设备的要求相对较高,设备转换在一定程度上会对智能变电站的运行产生较大的影响。所以从当前的实际情况可知,有关工作人员需要在维护运行的过程中,如下图所示,智能变电站需要分为一次设备和二次设备。智能化是一次设备的特点,对于二次设备来讲,更重视网络化发展。从当前的实际情况可知,智能变电站所使用设备比较先进,本身拥有明确的特点,所以需要从设备的实际情况出发,展开管理工作,要进一步提高设备管理的整体效果,而这也是提高变电站运行质量的基础与保障。

图1 智能变电站设备管理
(三)提升安全管理能力
        从当前的实际情况可知,要想保证智能变电站正常运行,就需要有效提高安全管理水平。在智能变电站中,要建立完善的安全管理制度,这一制度中需要包括智能变电站的整体目标,将其分解为各项内容,使所有工作人员能够承担起自身的责任,完成有关工作。除此外,相关工作人员还需要提高安全管理水平,落实各项措施,使技术人员能够认识到自身的工作职责,保证各项工作合理性[6]。在变电站发展中,需要使用完善的管理制度,在日常工作中,要填写工作记录和操作记录,加强工作许可与监督的效果。保证各项措施能够有效落实、通过相关管理制度,可以使设备处在合理运行状态。及时发现其中的问题,加强整体效果,提高各种问题的应对能力,避免因为受到人为因素的影响,导致设备无法正常工作。
(四)加深运维经验交流
        从当前的实际情况来讲,我国在智能变电站方面的发展时间相对较晚,所以整体经验并不是非常多,在这一情况下,要想提高变电站的规划与建设工作,就需要使各个变电站之间能够有效进行沟通与交流。要想有效完成这一目标,智能变电站的管理部门需要获得并整合自身在管理中存在的问题,通过分析相关问题,找到解决方法,借此提高变电站之间的交流效果,利用发展经验的沟通,可以进一步提高变电站的运行速度,借此满足变电站的整体发展需求。
(五)展开巡视检查工作
        在智能变电站实际工作的过程中,获得了远程巡查功能,这一功能能够发挥出远程巡查的作用,加强整体管控效果。当前大多数智能变电站在各种辅助系统和监控系统的基础上,得到了有效的完善,有关工作人员需要通过人工操作对其进行整体性的监控,了解巡查系统的情况,借此使运行管理工作得到保障[7]。辅助系统与监视系统等,都需要归纳到相关规程之中,借此提高系统的监管水平。
结论:综上所述,要想使电力系统能够稳定运行,就需要加强智能变电站的运行管理。相较于传统变电站来讲,智能变电站本身拥有更大的优势,我国智能变电站的实际发展时间相对较短,在运行维护中会面对很多问题,所以为了保证智能变电站的长远稳定发展,需要累积更多的经验,借此提高智能变电站的规划建设水平,使智能变电站的应用价值进一步提升。
参考文献
[1]付玉川,刘永胜.泛在物联网在智能变电站中的应用与展望[J].工程技术研究,2020,5(22):237-238.
[2]单志伟,乔宇峰,毛启欣.基于BPM理论的智能变电站配置管控系统设计与实现[J].电气时代,2020,14(08):61-64.
[3]任罡,李世倩,季宁.智能电网层次化广域保护系统的关键技术研究[J].电测与仪表,2020,57(17):93-98.
[4]张永康.浅析光伏电站的资源优化配置及智能运行模式[J].科技创新导报,2020,17(15):34-35.
[5]刘广振,张黎明,吴东.基于头戴式双目相机的智能变电站巡检巡视系统设计[J].计算机测量与控制,2020,28(02):235-239.
[6]金曼,李宗,宋大为,卜飞飞.泛在电力物联网背景下全户内变电站预制光缆电缆优化应用研究[J].科技经济导刊,2019,27(28):64.
[7]王一博.500 kV智能变电站继电保护装置安全运行问题分析[J].电工技术,2019,14(10):30-32.
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