探析智能變電站二次回路發(fā)展趨勢(shì)

劉璟

【摘 ?要】近年來(lái)，在高科技浪潮的沖擊下，許多行業(yè)都開(kāi)始走向了智能化發(fā)展道路，智能化技術(shù)將人類(lèi)引進(jìn)了又一個(gè)文明階段。對(duì)于電力行業(yè)來(lái)說(shuō)，智能信息化運(yùn)作模式非常重要，它首先可以提高變電站的工作效率，以網(wǎng)絡(luò)化信息共享為基礎(chǔ)的智能模式取代了傳統(tǒng)二次回路，使二次回路在設(shè)計(jì)方面發(fā)生了巨大變化。

【關(guān)鍵詞】智能變電站;二次回路;發(fā)展

我國(guó)電網(wǎng)逐漸走向了信息智能化發(fā)展的新階段，變電站普遍采用了現(xiàn)代化電子信息技術(shù)及其綜合自動(dòng)化管理體制，甚至向無(wú)人作業(yè)模式轉(zhuǎn)變，從而引起了變電站二次回路的根本性變革。為了進(jìn)一步研究智能變電二次回路的發(fā)展趨勢(shì)，本文著重分析智能變電站二次回路的技術(shù)要求以及“虛回路 ”的相應(yīng)表達(dá)。

1 智能變電站二次回路發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 RTU遠(yuǎn)動(dòng)終端模式

目前，我國(guó)的智能變站二次回路主要采用RTU遠(yuǎn)動(dòng)終端模式，由于其具有的個(gè)性化功能而替代了通常情況下的變電站控制、測(cè)量及監(jiān)視系統(tǒng)功能，從根本上適應(yīng)了變電站對(duì)于RTU遙測(cè)功能的迫切需求。

從表面上看，現(xiàn)有的技術(shù)設(shè)備確實(shí)改變了舊設(shè)備的不良性狀，但是在高科技飛速發(fā)展的今天，這些功能還是有限的，在某種程度上跟不上時(shí)代的要求。具體地講，RTU遠(yuǎn)動(dòng)終端模式依然保留著常規(guī)變電站的中央信號(hào)系統(tǒng)，基本上沒(méi)有改變保護(hù)及自動(dòng)裝置，變電站僅僅依附于局域通信網(wǎng)絡(luò)形成分布式的監(jiān)控系統(tǒng)。RTU遠(yuǎn)動(dòng)終端模式具有四種功能：即遙測(cè)功能，遙信功能，遙調(diào)功能，以及遙控功能。

1.2 變電站綜合自動(dòng)化模式

關(guān)于變電站綜合自動(dòng)化模式，它也是當(dāng)前應(yīng)用非常普遍的一種智能變電站系統(tǒng)裝置，從根本上取消了中央信號(hào)系統(tǒng)，而保護(hù)測(cè)控屏的應(yīng)用取代了落后的常規(guī)保護(hù)屏系統(tǒng)功能。

一般情況下，變電站綜合自動(dòng)化模式連接著常規(guī)控制和信號(hào)回路與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，使現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)被充分被利用，對(duì)于二次回路接線(xiàn)也起了一定的簡(jiǎn)化作用。除此，變電站綜合自動(dòng)化模式的應(yīng)用也從一定程度上控制了設(shè)備電纜的用量，重要的是變電站綜合自動(dòng)化模式實(shí)現(xiàn)變電站數(shù)據(jù)的信息共享。

由于變電站綜合自動(dòng)化水平的不斷提高，值班人員的工作操作量隨之減輕，在保護(hù)、測(cè)控一體化裝置和新控制方式的采用方面尤為明顯，這種令人興奮的現(xiàn)狀提高了變電站的自動(dòng)化程度水平，也為實(shí)現(xiàn)無(wú)人看管模式創(chuàng)造了必要條件。盡管如此，但變電站綜合自動(dòng)化模式仍然存在一些不可避免的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，因?yàn)樗鼪](méi)有從根本上解決二次回路復(fù)雜引起的電磁干擾、一次設(shè)備智能化、電保護(hù)狀態(tài)檢修等問(wèn)題，所以它還不能滿(mǎn)足智能電網(wǎng)發(fā)展的需求，變電站的二次回路必須向數(shù)字化模式過(guò)渡，這是應(yīng)用系統(tǒng)的需求，也是時(shí)代發(fā)展的必然。

2 變電站二次系統(tǒng)的數(shù)字化應(yīng)用

2.1 智能電網(wǎng)的重要組成部分

通常來(lái)說(shuō)，數(shù)字化變電站是智能電網(wǎng)的重要組成部分，也是變電站自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的未來(lái)方向，數(shù)字化變電站是由智能化一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備分層共同構(gòu)成。智能化一次設(shè)備主要指的是電子式互感器、智能化開(kāi)關(guān)等;而網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備分層主要指的是過(guò)程層、間隔層和站控層。

在實(shí)際應(yīng)用中，數(shù)字化變電站是建立在IEC61850通信標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上的一種設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備信息共享以及相互操作，它屬于現(xiàn)代化的新型智能變電站.毫無(wú)疑問(wèn)，作為一種電力公司的運(yùn)行工具，智能電網(wǎng)依靠數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化等技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)其應(yīng)用功能，這也是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然.例如，電網(wǎng)監(jiān)控、保護(hù)等任務(wù)只有在智能化二次設(shè)備信網(wǎng)絡(luò)的幫助下才能完成。此外，隨著新興技術(shù)的發(fā)展，以太網(wǎng)等數(shù)字化設(shè)備大批量地投入到了實(shí)際應(yīng)用中，所有變電站設(shè)備急需改革，所以網(wǎng)絡(luò)化二次系統(tǒng)功能成了變電站的又一革新手段。

2.2 多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的構(gòu)成特點(diǎn)

大致地說(shuō)，變電站網(wǎng)絡(luò)化二次系統(tǒng)主要是將虛擬網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字化變電站，并借助GOOSE通信傳輸機(jī)制和SMV采樣值傳輸機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)化的保護(hù)、控制及計(jì)量等多種二次設(shè)備功能，其智能化變電站二次系統(tǒng)功能特點(diǎn)如下所示：

關(guān)于數(shù)字化變電站網(wǎng)絡(luò)化二次系統(tǒng)，它主要由多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成，一般結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為：間隔層集多種設(shè)備為一體，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化變電站機(jī)構(gòu)，促使二次系統(tǒng)通信趨于分散分布式，最終融合傳統(tǒng)變電站二次設(shè)備。毫無(wú)疑問(wèn)，融合式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)尤為重要，它可以重新集合整個(gè)變電站的二次設(shè)備，能使變電站層后臺(tái)系統(tǒng)獲得大量信息，從根本上綜合利用最新開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

3 智能變電站二次回路發(fā)展趨勢(shì)

針對(duì)智能變電站二次回路的目前現(xiàn)狀及應(yīng)用進(jìn)行分析，我們可以進(jìn)一步展望它的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。其實(shí)，智能變電站二次回路應(yīng)當(dāng)建立包含電網(wǎng)實(shí)時(shí)同步運(yùn)行信息、設(shè)備狀態(tài)、電能質(zhì)量等類(lèi)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化信息模型，保證基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的一致性和完整性。

根據(jù)當(dāng)前智能變電站的要求，為了滿(mǎn)足各個(gè)系統(tǒng)層面所要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)電力公司一定要根據(jù)變電站本身問(wèn)題進(jìn)行具體分析，建立科學(xué)合理的智能變電站模型，并提供有利于智能變電站二次回路正常運(yùn)作的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及配置方案。

一般來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及配置的理想設(shè)計(jì)方案需要滿(mǎn)足一定的條件，即一定要具備先進(jìn)性，與時(shí)俱進(jìn)。作為一種實(shí)際應(yīng)用頻率較高的系統(tǒng)設(shè)置，不只是應(yīng)用當(dāng)前我國(guó)生產(chǎn)的最新前沿科技，而且還要放眼全球，充分考慮現(xiàn)今國(guó)內(nèi)外高壓電氣設(shè)備以及二次設(shè)備（IED）的發(fā)展?fàn)顩r和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。不管怎么說(shuō)，關(guān)于智能變電站二次回路發(fā)展的設(shè)計(jì)可以從以下幾方面進(jìn)行考慮：

設(shè)立變電站新模型，提供電氣主接線(xiàn)，增加IED配置，并且分析智能變電站的分層網(wǎng)特點(diǎn)，最大化實(shí)施智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)布局。其中，最為關(guān)鍵的一點(diǎn)就是，相關(guān)設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)現(xiàn)已建立的智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀，有效在選擇智能變電站的二次設(shè)備，研究智能變電站二次回路等方面的發(fā)展趨勢(shì)。

3.1 變電站“虛回路 ”表示方案

對(duì)于變電站“虛回路 ”進(jìn)行分析，它主要根據(jù)IEC 61 850標(biāo)準(zhǔn)，為了適用于網(wǎng)絡(luò)時(shí)代回路表達(dá)及工程實(shí)施而最新推出的一整套行之有效的系統(tǒng)研究方案。進(jìn)一步講，變電站“虛回路 ”方式能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)配置和系列工具軟件而科學(xué)有效地解決智能化變電站常規(guī)回路經(jīng)常遇到的“可設(shè)、可校、可配、可用”問(wèn)題。一句話(huà)，變電站“虛回路 ”表示方案也是數(shù)字化變電站開(kāi)關(guān)量及信息通信采樣科學(xué)應(yīng)用的主要表達(dá)方式。

3.2 變電站虛端子的表示方案

對(duì)于變電站虛端子進(jìn)行分析，它是根據(jù)GOOSE和SV輸送信號(hào)為網(wǎng)絡(luò)傳遞信息的一種變量，與傳統(tǒng)屏柜的端子相對(duì)應(yīng)。

經(jīng)過(guò)這種方案，系統(tǒng)就可以形象迅速地理解并應(yīng)用GOOSE、SV信號(hào)，其實(shí)連接這些信號(hào)的一連串連接點(diǎn)就是虛端子。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，智能化信息技術(shù)系統(tǒng)的運(yùn)用，從根本上解決了變電站二次回路的復(fù)雜性，在缺乏智能變電站二次設(shè)計(jì)軟件的情況下，“虛回路 ”及虛端子的表示為智能變電站二次設(shè)計(jì)提供了過(guò)渡橋梁。因此，智能變電站二次回路的應(yīng)用已在為智能電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的基本組成部分，也是我國(guó)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的必然發(fā)展趨勢(shì)。

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（作者單位：國(guó)網(wǎng)山西省電力公司檢修公司）