智能變電站二次系統(tǒng)優(yōu)化及應(yīng)用研究

楊 杰 朱重陽 李石頭

（1.國(guó)家電網(wǎng)許繼集團(tuán)，河南 許昌 461000；2.大盛微電科技股份有限公司，河南 許昌 461000）

智能技術(shù)是新時(shí)代背景下電力系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)運(yùn)行的重要技術(shù)，主要運(yùn)用于變電站中電力數(shù)據(jù)的采集。變電站是電力系統(tǒng)中的核心樞紐部分，其運(yùn)行能力以及安全關(guān)系著整個(gè)電力系統(tǒng)中電網(wǎng)的可靠性與穩(wěn)定性。所以，對(duì)變電站進(jìn)行智能化的改革是完善電力系統(tǒng)供電運(yùn)行的關(guān)鍵。

1 智能變電站中二次系統(tǒng)的概況

1.1 智能變電站中的二次系統(tǒng)

智能變電站中的二次系統(tǒng)的主要作用是對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行調(diào)節(jié)和監(jiān)控，可以確保一次系統(tǒng)的運(yùn)行安全并對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)。在傳統(tǒng)的變電站中，二次系統(tǒng)運(yùn)行階段缺乏完整的電流波動(dòng)以及互感器電壓變化的詳細(xì)記錄，很容易造成電網(wǎng)信息的混亂，并且降低了電纜的安全保障性能。智能化變電站的二次系統(tǒng)是電力系統(tǒng)中信息技術(shù)得到充分利用的體現(xiàn)，提升了變電站運(yùn)行效率，使變電站在光電互感器以及光電通信等技術(shù)的支持下，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)中有效數(shù)據(jù)信息的交流與共享。

1.2 智能變電站中的二次系統(tǒng)的特點(diǎn)

1.2.1 能夠?qū)崿F(xiàn)有效數(shù)據(jù)信息的資源共享。傳統(tǒng)變電站二次系統(tǒng)不能進(jìn)行有效數(shù)據(jù)信息的資源共享，但智能化變電站中的二次系統(tǒng)可以很好地實(shí)現(xiàn)這一功能。智能化變電站在進(jìn)行系統(tǒng)操作的過程當(dāng)中，可以對(duì)系統(tǒng)中的有效數(shù)據(jù)信息進(jìn)行互換，不但能降低控制系統(tǒng)的操作難度，還能提升電力系統(tǒng)的變電運(yùn)行效率，使電力系統(tǒng)的運(yùn)行管理更具規(guī)范性和標(biāo)準(zhǔn)性。

1.2.2 能夠提升系統(tǒng)信息管理的效率。在智能變電站進(jìn)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)的篩選分析過程當(dāng)中，系統(tǒng)會(huì)以數(shù)字化的方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與整理，并在動(dòng)態(tài)化的管理模式當(dāng)中對(duì)系統(tǒng)中的高進(jìn)度與高密度信息進(jìn)行監(jiān)控，進(jìn)而有效提升系統(tǒng)信息管理的效率。

1.2.3 能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化管理。智能化變電站中的二次系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行是在網(wǎng)絡(luò)化的模式下進(jìn)行，以互聯(lián)網(wǎng)的方式代替了傳統(tǒng)一次系統(tǒng)單一、封閉的控制和調(diào)節(jié)模式。智能化變電站二次管理系統(tǒng)不但能夠提升電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，還能增加系統(tǒng)運(yùn)行的安全系數(shù)，降低系統(tǒng)運(yùn)行的成本。

2 智能變電站二次系統(tǒng)的優(yōu)化與應(yīng)用

智能變電站二次系統(tǒng)的優(yōu)化涉及的內(nèi)容較多，開展測(cè)控和調(diào)節(jié)工作時(shí)要注意與相應(yīng)系統(tǒng)功吻合。

2.1 測(cè)控保護(hù)的優(yōu)化

智能變電站主要由IEC61850體系構(gòu)成，使保護(hù)裝置和測(cè)控裝置都能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)共享信息資源，為系統(tǒng)一體化的建設(shè)打下了良好的基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)的變電站中，保護(hù)裝置和測(cè)控裝置都是獨(dú)立的，使測(cè)控保護(hù)有效性得到了提高；在智能變電站中，測(cè)控保護(hù)采用了一體化的裝置，其二次系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有更明顯的智能化特征，在進(jìn)行雙重化配置時(shí)，測(cè)控單元通過測(cè)控保護(hù)裝置收集了大量的系統(tǒng)鏈路信息，同時(shí)，自動(dòng)化系統(tǒng)利用多重化信號(hào)完成篩選和合并操作，最終實(shí)現(xiàn)測(cè)控保護(hù)這一目的。

2.2 實(shí)現(xiàn)信息平臺(tái)的一體化建設(shè)

傳統(tǒng)變電站中變電數(shù)據(jù)由單一的采集設(shè)備進(jìn)行收集，之后通過人工的邏輯判斷來對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)操作，因此，對(duì)于不同功能的系統(tǒng)需要配備不同的系統(tǒng)設(shè)備，以此實(shí)現(xiàn)同步測(cè)量、同步檢測(cè)、同步控制的系統(tǒng)運(yùn)行目的。而智能化變電站中的數(shù)據(jù)信息能夠?qū)崿F(xiàn)控制、調(diào)節(jié)、交換、共享等方面的一體化，可以在很大程度上提升系統(tǒng)的綜合應(yīng)用功能。信息平臺(tái)的一體化使變電站的信息數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)化和統(tǒng)一，并很好地突出了基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)的特征，使信息數(shù)據(jù)在信息的一體化過程中得到了調(diào)節(jié)和共享。對(duì)一次系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)并將其與PMU信息子站、TMR 信息子站、保護(hù)信息子站進(jìn)行整合，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行中全景數(shù)據(jù)的傳輸與監(jiān)控一體化［1］。

2.3 對(duì)智能終端予以優(yōu)化

合并單元是智能化變電站的智能化終端，是變電站中一次系統(tǒng)以及二次系統(tǒng)進(jìn)行連接的核心設(shè)備，可以在二次轉(zhuǎn)換電壓與電流進(jìn)行整合的過程中進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的收集，并將采集到的信息數(shù)據(jù)傳送到系統(tǒng)的監(jiān)控和保護(hù)裝置中。另外，智能系統(tǒng)在需要時(shí)采取開入量措施，以此完成目標(biāo)數(shù)據(jù)的收集，管理人員可以將合并單元同智能終端進(jìn)行合并連接以此形成智能化的合并單元，不但能降低或者避免對(duì)信息進(jìn)行重復(fù)的收集，還能提升有效數(shù)據(jù)信息的交換可能性。

2.4 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化配置

變電站的系統(tǒng)穩(wěn)定性與智能化操作技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)有著密切的聯(lián)系，因此，智能化變電站的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和配置需對(duì)變電站生產(chǎn)運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性予以充分的考慮，確保網(wǎng)絡(luò)配置與設(shè)計(jì)的合理性，同時(shí)提升變電站生產(chǎn)運(yùn)行系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的合理性和安全性，以此減少或避免網(wǎng)絡(luò)交換時(shí)出現(xiàn)的問題。變電站運(yùn)行系統(tǒng)中，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸方式可以由自動(dòng)化的信息交換操作對(duì)數(shù)據(jù)信息的延時(shí)傳輸缺陷予以解決。當(dāng)前，一部分智能化變電站采用是的三網(wǎng)合一的自動(dòng)化裝置，該裝置可以對(duì)組合網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行綜合性的管控，但是該裝置對(duì)交換機(jī)的處理能力、寬帶穩(wěn)定性以及通訊安全提出了較高的性能要求。就110kV 橋式接線變電站而言，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸方式較為實(shí)用；就直連方式而言，可采用自動(dòng)化裝置間的數(shù)據(jù)信息傳輸方式，這樣做不但利于對(duì)信息數(shù)據(jù)延時(shí)傳輸進(jìn)行控制，還能合理規(guī)避交換機(jī)環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問題。另外，系統(tǒng)涉及網(wǎng)絡(luò)組建的問題時(shí)，采用星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)較為適宜［2］。

3 智能變電站二次系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

與傳統(tǒng)的變電站相比，智能變電站不但具有管理流程較為統(tǒng)一和系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，而且有效地保證了變電站的可靠性和安全性。當(dāng)前，智能電網(wǎng)的應(yīng)用范圍越來越廣，智能變電站系統(tǒng)的建設(shè)要求也越來越高。智能變電站在智能電網(wǎng)中處于核心地位，其安全運(yùn)行直接關(guān)系著智能電網(wǎng)的有序運(yùn)行。智能變電站的基本工作模式具有自動(dòng)化和信息化特點(diǎn)，并引進(jìn)了很多高端的智能設(shè)備，以更好地控制和管理電力系統(tǒng)。智能變電站系統(tǒng)以系統(tǒng)化和規(guī)范化的電網(wǎng)運(yùn)作為基礎(chǔ)，表現(xiàn)出了更大的自我操作和自我管理的優(yōu)越性。

4 結(jié)語

新時(shí)代背景下，智能化變電站的建設(shè)需從環(huán)保節(jié)能的方向進(jìn)行考慮，其優(yōu)化方案需從變電站運(yùn)行的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，結(jié)合變電站的實(shí)際運(yùn)作狀況，來對(duì)二次操作系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)、合理的優(yōu)化，從而提升變電站二次系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性與生產(chǎn)高效性。由于智能化變電站中二次系統(tǒng)的優(yōu)化工作涉及的內(nèi)容較多，在進(jìn)行優(yōu)化時(shí)務(wù)必要對(duì)變電站的實(shí)際情況以及技術(shù)條件予以全面的考慮。

［1］關(guān)曉冬.智能變電站二次系統(tǒng)優(yōu)化以及應(yīng)用研究［J］.科技傳播，2013（7）:48-49.

［2］喬耀洲，趙曉冬，孫大偉，等.關(guān)于智能變電站二次系統(tǒng)優(yōu)化及應(yīng)用分析［J］.河南科技，2013（16）:117.