版权信息 主管单位：中国电力企业联合会 主办单位：中国电力教育协会 国际标准刊号：ISSN 1007-0079 国内统一刊号：CN 11-3776/G4 联系我们
|
智能变电站运行管理模式探索
摘要智能变电站作为智能电网建设的重要组成部分，为智能电网建设提供了支撑和保障。智能变电站的运行对电网提出了更高的要求，本文进行了智能变电站运行管理模式探索，分析了智能变电站的理念及其与数字化变电站的区别，总结了智能变电站中的关键技术，提出了智能变电站和电网运行方式和设备管理的要求和影响。 关键词：智能变电站；运行管理模式；数字化变电站；核心技术
Study on Operation and Management Mode of Intelligent Substation
Abstract Smart Substation as an important part of the smart grid construction, providing the support and protection for smart gird. The running of smart substation will need a higher demand on the grid, so this paper analyzes the smart substation operation management model. The difference between smart substation and digital substation are introduced, the key technologies of smart substation are summed up，and the implication and requirements of smart substation operation and management mode are required.
Key words: smart substation; operation and management mode; digital substation; core technology
引言
随着我国经济的高速发展，人民生活质量的不断提高都对供电可靠性提出了更高的要求，同时我国能源紧缺的问题也日益严重，且用户服务的需求不断变化，传统电网的运行方式面临着巨大的挑战，作为电网发展的必然趋势，智能电网技术提供了解决这一系列问题的方法。结合我国资源优化的目标和电网的发展趋势，国家电网公司提出了一系列建设统一坚强智能电网的目标。当前，智能电网已经被国家电网公司列为一项重要的发展战略，这不仅是企业创新能力的提升，也是电网管理模式的飞跃发展。
智能变电站作为智能电网的核心和枢纽，是智能电网的关键技术之一，目前国内已经建设完成了数座示范智能变电站。相对于传统的变电站，智能变电站对电网运行管理模式提出了新的要求，本文进行了智能变电站运行管理模式的探索研究。
智能变电站理念分析
1、智能变电站的理念
智能变电站是指通过依靠可靠、先进和环保的智能组件来实现变电站内信息的标准化和网络化，对全站进行全自动化配置以完成测量、监测、控制等基本功能，并能够与智能电网中其他组件配合实现电网的自动控制和实时调节，主动完成在线分析等高级应用功能。智能变电站的建设完成了电力系统中调度与设备运行信息的互动和共享，有助于实现系统内设备的全寿命周期的优化管理，为实现智能电网全网统一数据采集、信息共享及智能控制奠定了基础。
2、数字化变电站与智能变电站的区别
数字化变电站是使用了电子式互感器因而扩大了数字化技术的范围，统一的通信标准IEC61850完成了信息的建模和信息采集源的统一，而智能变电站是变电站整体技术的跨越，可将其视为数字化变电站的升级版本，智能变电站着重体现了智能的高级应用。
智能变电站中的关键技术
3.1 数字互感器的应用
传统的电磁式互感器由于存在铁磁饱和等问题无法实现大范围内的测量，针对传统互感器的不足，近年来出现的电子式互感器受到了业内的广泛关注。通常将电子式互感器分为有源和无源两种，常用的无源电子式互感器为全光纤电流互感器，它是通过采用光纤来传输测量的电气量的，因此其不存在磁滞饱和的现象。从智能变电站整体可靠性的方面考虑，电子式电压（电流）互感器一般采用数字化的接口实现途径来完成与保护设备的对接，即：首先对电子式电压（电流）互感器所输出的信号进行数字化，然后再通过光纤网络和合并单元等设备进行传输，最后将数字信号传至测控和保护设备中，由于数字式互感器所使用的传输和敏感元件都是光纤元件，因此其安装和维护过程相对于其他电子式互感器简单的多，且输入输出的路径统一，不但提高了抗干扰和可靠性，也保证了传输的精度和效率。因此，电气量采样值的传输方式的不同是传统变电站与智能变电站的重要区别之一。智能化开关的主要技术为当断路器进行操作时所需信息将由智能组件处理，这样就可以使断路器能够独立于变电站内的控制系统而执行其基本功能，由智能控制装置构成的智能执行单元逐渐取代传统的机械装置和继电器将是智能化开关的发展趋势。由于微机的迅速发展及非常规测量技术的出现使得能够完成断路器内的各种状态监测，通过对检测数据和运行参数的收集，运行人员可以判断断路器内运行状态及趋势并适当安排设备的状态检修，这样就代替了常规的试验，新型传感器通过与智能控制设备的相互配合可独立完成数据的采集和设备缺陷和故障检测，降低发生故障的风险，最大限度地减小经济损失。在当前的电力系统中通常采用集中控制的方式对设备进行控制，在集中控制方式中调度作为核心部门将会下达针对所有设备的操作命令，这些命令最终将会落实到具体的设备上，整个操作的流程如图所示。图1 智能变电站运行管理架构示意图
根据图中的操作流程，调度系统和调度人员通过控制电网的操作方式共同保证了系统中操作命令实施的正确性，同时相应的安全操作规章制度和具体的操作人员保障了操作的可靠性，整个操作流程中涉及了许多人工环节，因此控制的过程也较复杂，导致操作设备的时间较长，无法准确掌握设备的状态，使得误操作的风险性大为增加。随着智能电网技术的发展和应用，电网能够对自身状态自动、快速地做出响应和变化，同时随着分布式电源的接入，电网内非线性电气元件的数量会越来越多，其特性也会更加复杂，这就对电网的控制方式提出了更高的要求，同时传统的自动化结合人工的控制方式很难将电网的控制命令进行细化分解并分配到具体的设备上，因此当前电网的控制方式已无法满足智能电网的控制要求。这就迫使我们采用一种全新的控制方式：将具体电气设备操作细节的从调度员的具体工作分离出来，使其能够将更多的精力投入到对电网整体的控制中。这就要求智能变电站具有这样一种特性：可以将对具体设备的操作通过示意图自动解析为详细的单步指令后反馈给调度人员，同时从潜在的风险角度分析每一步操作，预测可能发生的故障以满足智能电网灵活运行方式的要求。电气设备作为组成变电站的基本元件，对其进行合理控制是保证电网安全稳定的前途和条件，但由于受到设备管理手段和水平的限制，传统的变电站电气设备管理方式都是采用专业化的管理方式，尚未完成从变电站整体的角度来对电气设备进行管理，这种管理方式导致设备管理人员只是将专注于设备的某一方面的问题，如试验、检修和缺陷等，同时由于需要根据电网调度部门编制的电网的运行方式来完成设备的投入和切换等，这就造成了变电站设备管理和设备运行方式上的孤立和相互隔离。因此，为了满足智能电网的建设要求和进一步提高供电可靠性，减少变电站内设备的冗余和电网存在的潜在风险，增强电网发展的经济性，我们需要构建一种全新的设备管理理念，上升变电站设备管理的层次，从变电站整体上进行变电站设备管理，增强变电站设备管理的自主能力，实现变电站内设备状态自动报告的方式，当其需要检修和试验时应自动给能出合理的建议，提高变电站内设备管理的效率，使变电站成为具备自主管理能力的智能变电站。同时在完成智能变电站管理方式的基础上还应对电网设备和管理方式进行优化，可通过建立设备管理中心的方式实现同一网络中多组智能变电站的数据融合和决策，这样就可以使变电站具有设备管理和调度互动的功能，从而极大地提升了电网对于设备的管理和控制能力。
[1]高翔.数字化变电站应用技术[M].北京:中国电力出版社, 2008.
[2]刘娇,刘斯佳,王刚.智能变电站建设方案的研究[J].华东电力, 2010,38(7): 0974-0977.
|
