試析220kV變電站智能化改造策略

1、試析220kV變電站智能化改造策略    摘要： 220kV變電站作為整個(gè)電網(wǎng)中較為重要的組成部分之一，其肩負(fù)著電壓等級(jí)轉(zhuǎn)換、電能傳輸及分配等重要任務(wù)，它的運(yùn)行狀況直接關(guān)系到整個(gè)電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。為了進(jìn)一步提高變電站運(yùn)行的安全性和可靠性，對(duì)其進(jìn)行智能化改造已經(jīng)勢(shì)在必行?；诖它c(diǎn)，本文就220kV變電站智能化改造策略進(jìn)行淺談。 關(guān)鍵詞：220kV變電站；智能化改造；安全性；可靠性 中圖分類號(hào)：TM411+.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： 近年來，隨著以太網(wǎng)技術(shù)、電子互感器、智能一次設(shè)備的不斷發(fā)展和完善以及國際標(biāo)準(zhǔn)IEC61850的制定，給變電

2、站智能化提供了充足的條件。在數(shù)字化變電站技術(shù)日趨成熟的同時(shí)，也給傳統(tǒng)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用瓶頸帶來了技術(shù)上的重大突破，推廣智能化變電站現(xiàn)已成為大勢(shì)所趨。然而，若是大量新建智能化變電站前期資金投入非常可觀，并且也無法解決傳統(tǒng)變電站中存在的種種問題。為此，最佳的途徑是對(duì)現(xiàn)有的變電站進(jìn)行智能化升級(jí)改造，這樣不僅節(jié)約了投資，而且還能進(jìn)一步解決傳統(tǒng)變電站中存在的問題，可謂是一舉兩得。借此，本文220kV變電站智能化改造策略展開探討。 一、220kV變電站智能化改造的重要意義 現(xiàn)階段，隨著自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)以及通信等技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，為電力系統(tǒng)智能化的實(shí)現(xiàn)提供了必要條件。就智能化變電站而言，其屬于一門包含

3、多種專業(yè)學(xué)科的綜合性技術(shù)。借助微型計(jì)算機(jī)，真正實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)變電站中繼電保護(hù)裝置、測(cè)量方式、控制手段、通信、管理等全方位的技術(shù)改造，為我國電網(wǎng)運(yùn)行管理帶來了一次顛覆性的革命。對(duì)220kV變電站進(jìn)行智能化改造具有如下幾點(diǎn)意義： （一）有利于提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性 220kV變電站智能化改造是以微機(jī)系統(tǒng)及其相關(guān)軟件為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)的分析和判斷能力，可以有效地應(yīng)對(duì)電力系統(tǒng)中各種復(fù)雜的故障，微機(jī)系統(tǒng)借助軟件程序能夠?qū)ο嚓P(guān)硬件電路中的各個(gè)重要環(huán)節(jié)進(jìn)行在線自檢，這樣可以進(jìn)一步預(yù)防各種故障的發(fā)生，從而確保了變電站一、二次設(shè)備運(yùn)行的安全性和可靠性。 （二）有利于提高供電質(zhì)量 變電站智能化改造后，自

4、動(dòng)化系統(tǒng)中具有的電壓無功自動(dòng)控制功能，不僅可以進(jìn)一步提高電壓合格率，而且還有助于確保電力系統(tǒng)中各主要電氣設(shè)備的安全性，從而使無功潮流變得更加合理，極大程度地降低了網(wǎng)損，供電質(zhì)量隨之顯著提高。 （三）有利于提高故障處理速度 變電站智能化改造后，自動(dòng)化系統(tǒng)能夠收集更多的數(shù)據(jù)信息和信號(hào)，并在對(duì)此進(jìn)行分析處理后，將結(jié)果反映給現(xiàn)場(chǎng)值班人員，同時(shí)還能提供相應(yīng)的處理意見，這樣一來，值班人員便可以及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)問題并處理問題，解決系統(tǒng)中存在的故障，以最快的速度恢復(fù)供電，有利于確保供電可靠性。 （四）有利于提高經(jīng)濟(jì)效益 變電站智能化改造后，電力系統(tǒng)中的測(cè)量數(shù)據(jù)與運(yùn)行信息可以進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，并且獲得的全部信息都能夠

5、由各個(gè)部分一同共享，這樣大幅度節(jié)省了控制電纜。同時(shí)，由于采用的是計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)，也使資源共享變?yōu)榭赡?，加之硬件電路多以集成電路為主，其具有體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、功能強(qiáng)大等優(yōu)點(diǎn)，極大程度地縮小了變電站的實(shí)際占地面積。此外，因市場(chǎng)中處理器和集成電路的價(jià)格不斷下降，使總體投資有所減少，經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。 （五）為無人值守提供了條件 變電站智能化改造后，由自動(dòng)化控制系統(tǒng)便可以對(duì)各種設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，這樣可以減少現(xiàn)場(chǎng)值班人員的數(shù)量，若是再配置與調(diào)度中心的通信功能，便可以實(shí)現(xiàn)四遙，即遙控、遙測(cè)、遙信和遙調(diào)，不僅為變電站無人值守創(chuàng)造了條件，而且還有助于確保變電站安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。 二、220kV變電站智

6、能化改造應(yīng)遵循的基本原則 在遵循國家電網(wǎng)公司制定的有關(guān)智能化變電站以及智能設(shè)備的技術(shù)規(guī)范和導(dǎo)則的基礎(chǔ)上，應(yīng)當(dāng)做好統(tǒng)籌規(guī)劃設(shè)計(jì)，以最小的投入獲得最大的產(chǎn)出。在對(duì)220kV變電站進(jìn)行智能化改造的過程中，不僅要充分應(yīng)用先進(jìn)的新技術(shù)，而且還要盡量保留原有的設(shè)備，同時(shí)還應(yīng)兼顧智能電網(wǎng)未來一段時(shí)期內(nèi)的技術(shù)發(fā)展，具體應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)原則： （一）經(jīng)濟(jì)性原則 變電站在進(jìn)行智能化改造的過程中應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合自身的重要程度、設(shè)備類型、場(chǎng)地布置情況以及運(yùn)行環(huán)境等，并從發(fā)揮原有資產(chǎn)的使用效率和經(jīng)濟(jì)效益的角度出發(fā)，以提高運(yùn)行管理效益為目標(biāo)，務(wù)求做到經(jīng)濟(jì)、實(shí)用。 （二）可靠性原則 在對(duì)變電站進(jìn)行智能化改造的過程中，必須嚴(yán)格按照

7、國家電網(wǎng)公司制定的與安全生產(chǎn)運(yùn)行有關(guān)的規(guī)定要求，在具體改造時(shí)，應(yīng)確保變電站運(yùn)行安全、穩(wěn)定、可靠，不得因改造導(dǎo)致變電站安全性和可靠性下降，這是整個(gè)智能化改造中必須遵守的原則之一，如果違背這一原則，將會(huì)使智能化改造失去原有的意義。 （三）因地制宜、就地取材 變電站智能化改造應(yīng)當(dāng)在滿足總體技術(shù)框架要求的基礎(chǔ)上，盡可能做到因地制宜、就地取材，對(duì)原有的設(shè)備不要進(jìn)行大改大換，應(yīng)制定出科學(xué)合理、切實(shí)可行且具有一定針對(duì)性的改造方案，確保以最小的投入獲得最大的產(chǎn)出，這樣即可以提高經(jīng)濟(jì)效益，又可以確保變電站可靠運(yùn)行。 （四）技術(shù)先進(jìn)性原則 在對(duì)變電站進(jìn)行智能化改造的過程中，所選擇的技術(shù)應(yīng)當(dāng)是目前最為先進(jìn)的技術(shù)，并

8、且要確保其能夠滿足智能電網(wǎng)未來發(fā)展的需求，這樣才能真正體現(xiàn)出變電站智能化改造的價(jià)值，進(jìn)而發(fā)揮出其應(yīng)有的功能和作用，推動(dòng)電網(wǎng)向智能化方向發(fā)展。 三、220kV變電站智能化改造的具體策略 220kV變電站智能化改造應(yīng)以IEC61850這一國際標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)進(jìn)行建模及通信，其具有以下兩個(gè)方面的特征：即一次設(shè)備智能化、二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化，主要的技術(shù)特征如下：采用數(shù)字化結(jié)構(gòu)的智能開關(guān)和電子互感器、采用基于網(wǎng)絡(luò)通信的保護(hù)與控制等二次設(shè)備、采用基于IEC61850這一國際標(biāo)準(zhǔn)的通信平臺(tái)、采用光網(wǎng)二次回路技術(shù)等等。 （一）智能化變電站的改造目標(biāo) IEC61850這一國際標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用，有效地推動(dòng)了我國變電站的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，

9、站內(nèi)所有的二次設(shè)備基本都能夠以標(biāo)準(zhǔn)的方式進(jìn)行通信，并在站內(nèi)完成統(tǒng)一的信息交互。合并單元的引入以及電子互感器的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了采樣環(huán)節(jié)的融合、智能操作箱的應(yīng)用使開關(guān)量采集與控制輸出這兩大環(huán)節(jié)有機(jī)地融為一體，這些都為站內(nèi)二次設(shè)備的融合提供了條件。通過二次設(shè)備的融合，能夠進(jìn)一步促進(jìn)由單個(gè)保護(hù)或測(cè)控單元實(shí)現(xiàn)多線路、多間隔保護(hù)及測(cè)控的可能，這一點(diǎn)完全符合資源節(jié)約型戰(zhàn)略目標(biāo)。 （二）具體改造策略 可將220kV變電站智能化改造分解成為以下三個(gè)獨(dú)立的部分，即過程層改造、間隔層改造以及變電站層改造。在實(shí)際改造過程中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合變電站現(xiàn)有一、二次設(shè)備的具體情況，并從改造成本、改造用時(shí)、系統(tǒng)完善程度等幾個(gè)方面著手，制定出科學(xué)合理、切實(shí)可行的改造方案，具體內(nèi)容如下： 1.當(dāng)站內(nèi)一次設(shè)備達(dá)到使用壽命需要更換時(shí)，可采用羅氏線圈互感器或是光學(xué)互感器來實(shí)現(xiàn)過程層改造，并利用互感器的模擬接口與