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智能變電站技術(shù)要求和管理建議
摘要:《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》及相關(guān)規(guī)范的出臺,將為智能變電站建設(shè)與在運變電站智能化改造提供指導(dǎo)和規(guī)范。智能變電站是堅強智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)和支撐,是變電站建設(shè)的發(fā)展方向。本文先是從釋義談起,隨后就智能變電站的技術(shù)要求進行了分析研究,并針對智能變電站的運行維護及應(yīng)急事故處理特點提出管理建議。
關(guān)鍵詞:智能變電站技術(shù)要求建議 中圖分類號:tm411文獻標識碼: a 文章編號: 2012年07月11日《中國能源報》報道:我國首座330千伏等級智能變電站新盛變電站在西安投運,標志著我國依靠自主創(chuàng)新成功地在智能電網(wǎng)科研、設(shè)計、設(shè)備制造、施工、運行維護技術(shù)上取得了新突破,也標志著我國掌握了330千伏智能變電站的技術(shù)。至此,我國的智能變電站進入全面建設(shè)時期。 一、智能變電站釋義 1、智能變電站釋義。根據(jù)《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》的定義,智能變電站是采用先進、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備,以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標準化為基本要求,自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監(jiān)測等基本功能,并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能的變電站。它基于iec61850標準,體現(xiàn)了集成~ 體化、信息標準化、協(xié)同互動化的特征。智能電網(wǎng)的建設(shè)是對變電站自動化系統(tǒng)的一次設(shè)備智能化、高級應(yīng)用、對智能電網(wǎng)的支撐等功能提出了新的要求,智能變電站是變電站整體技術(shù)的跨越和未來變電站發(fā)展的方向。 2、 智能變電站的建設(shè)原則。一是智能變電站的設(shè)計及建設(shè)應(yīng)遵循“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標準、統(tǒng)一建設(shè)”的原則,應(yīng)按照dl/t1092三道防線要求,滿足dijl”“755三級安全穩(wěn)定標準;滿足gb廠i、14285繼電保護選擇性、速動性、靈敏性、可靠性的要求;二是遵守《電力二次系統(tǒng)安全防護總體方案》。實現(xiàn)高壓設(shè)備運行狀態(tài)信息采集功能的接收、執(zhí)行指令,反饋執(zhí)行信息,實現(xiàn)保護宿主高壓設(shè)備功能的邏輯元件(即測量、控制、保護等單元)應(yīng)滿足相應(yīng)行業(yè)標準;建立包含電網(wǎng)實時同步運行信息、保護信息、設(shè)備狀態(tài)、電能質(zhì)量等各類數(shù)據(jù)的標準化信息模型,滿足基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的完整性及一致性的要求。其采集的變電站數(shù)據(jù)不僅包含實時穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)、動態(tài)數(shù)據(jù),還要有信息模型、設(shè)備在線監(jiān)測、視頻等數(shù)據(jù)。 二、智能變電站技術(shù)要求 1、 智能變電站體系結(jié)構(gòu)。智能變電站系統(tǒng)分為3層:過程層、間隔層、站控層。一是過程層包含由一次設(shè)備和智能組件構(gòu)成的智能設(shè)備、合并單元和智能終端,完成變電站電能分配、變換、傳輸及其測量、控制、保護、計量、狀態(tài)監(jiān)測等相關(guān)功能。二是間隔層設(shè)備一般指繼電保護裝置、測控裝置、故障錄波等二次設(shè)備,實現(xiàn)使用一個間隔的數(shù)據(jù)并且作用于該問隔一次設(shè)備的功能,即與各種遠方輸入/輸出、智能傳感器和控制器通信。三是站控層包含自動化系統(tǒng)、站域控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、對時系統(tǒng)等子系統(tǒng),實現(xiàn)面向全站或一個以上~次設(shè)備的測量和控制功能,完成數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制(sca—da)、操作閉鎖以及同步相量采集、電能量采集、保護信息管理等相關(guān)功能。站控層功能應(yīng)高度集成,可在一臺計算機或嵌入式裝置實現(xiàn),也可分布在多臺計算機或嵌入式裝置中。 2、智能設(shè)備。高壓設(shè)備是電網(wǎng)的基本單元,高壓設(shè)備智能化(或稱智能設(shè)備)是智能電網(wǎng)的重要組成部分,也是區(qū)別傳統(tǒng)電網(wǎng)的主要標志之一。利用傳感器對關(guān)鍵設(shè)備的運行狀況進行實時監(jiān)控、進而實現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備可觀測、可控制和自動化是智能設(shè)備的核心任務(wù)和目標。在滿足相關(guān)標準要求的情況下,可進行功能一體化設(shè)計,一是將傳感器或/,u執(zhí)行器與高壓設(shè)備或其部件進行一體化設(shè)計,以達到特定的監(jiān)測或/,u控制目的;二是將互感器與變壓器、斷路器等高壓設(shè)備進行一體化設(shè)計,以減少變電站占地面積;三是在智能組件中,將相關(guān)測量、控制、計量、監(jiān)測、保護進行一體化融合設(shè)計,實現(xiàn)一、二次設(shè)備的融合。 3、智能設(shè)備的操作。智能化的高壓設(shè)備操作宜采用順序控制,滿足無人值班及區(qū)域監(jiān)控中心站管理模式的要求;可接收執(zhí)行監(jiān)控中心、調(diào)度中心和當?shù)睾笈_系統(tǒng)發(fā)出的控制指令,經(jīng)安全校核正確后自動完成符合相關(guān)運行方式變化要求的設(shè)備控制,即應(yīng)能自動生成不同的主接線和不同的運行方式下的典型操作票; 自動投退保護軟壓板;當設(shè)備出現(xiàn)緊急缺陷時,具備急停功能。 4、智能變電站的高級功能。一是智能變電站設(shè)備實現(xiàn)廣泛的在線監(jiān)測,使設(shè)備狀態(tài)檢修更加科學(xué)可行。對主變、hgis/gis、避雷器等設(shè)備實現(xiàn)在線監(jiān)測,監(jiān)測的參量為主變油色譜、hgis/gissf6氣體微水和局部放電、避雷器泄漏電流、次數(shù)等。二是多信息融合技術(shù)從多信息的視角進行處理及綜合,得到各種信息的內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律,從而剔除無用的和錯誤的信息,保留正確的和有用的成分,最終實現(xiàn)信息的優(yōu)化。三是防誤功能擴展應(yīng)用。第一相對于常規(guī)變電站的防誤閉鎖,智能變電站增加了監(jiān)控中心層面的防誤閉鎖邏輯。第二全站所有隔離開關(guān)、接地開關(guān)防誤操作方式為:遠、近控均采用邏輯防誤加本間隔電氣節(jié)點防誤。四是智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)上安裝有智能告警及事故信息綜合分析決策系統(tǒng),對信號進行分類顯示處理,提取故障報警信息,輔助故障判斷及處理另外,告警信息可按廠站或間隔進行過濾,即只顯示某個廠站或間隔的信息。五是智能操作票系統(tǒng)應(yīng)當包含順序控制軟件和五防聯(lián)閉鎖軟件的功能。系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)拓撲的接線模型識別,開票規(guī)則的用戶自定制,操作票的智能推理,業(yè)務(wù)表單的自由定制,多種開票方式的靈活切換,操作票生命周期的全過程管理;采用徹底的圖票一體化技術(shù),保證整個過程的安全、實時、可靠。六是電壓無功控制系統(tǒng)將區(qū)域子系統(tǒng)電壓控制作為第二級控制,以子系統(tǒng)的電壓合格、經(jīng)濟和最少操作次數(shù)為目標,實現(xiàn)子系統(tǒng)內(nèi)上下級變電站之間的智能協(xié)調(diào)控制,實現(xiàn)子系統(tǒng)內(nèi)各變電站之間的智能協(xié)調(diào)控制。無功電壓自動控制系統(tǒng)首先從調(diào)度自動化系統(tǒng)采集數(shù)據(jù),送入電壓分析模塊和無功分析模塊進行綜合分析,形成變電所主變分接頭調(diào)節(jié)指令、變電所電容器投切指令、多主變經(jīng)濟運行指令,交由調(diào)度中心或集控中心控制系統(tǒng)執(zhí)行。 三、智能變電站運行管理 當前電力系統(tǒng)中相當一部分的變電站還是實行有人值班、設(shè)備定期檢修的模式。智能變電站的建設(shè)與發(fā)展無疑給廣大從事電力設(shè)計、安裝、調(diào)試、檢修、運行人員帶來挑戰(zhàn)。變電站安全運行將直接影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性,為確保其安全運行,建議應(yīng)從以下幾個方面進行管理。一是智能變電站設(shè)備檢修,應(yīng)能依托順序控制及工作票自動管理系統(tǒng), 自動生成設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的安全措施卡,指導(dǎo)檢修設(shè)備進行可靠、有效的安全隔離。二是工作票自動管理系統(tǒng)應(yīng)能根據(jù)系統(tǒng)方式的安排和調(diào)度員的指令,自動生成相關(guān)內(nèi)容和步驟,并能與順序控制步驟進行自校核和自監(jiān)控。三是通過在線監(jiān)測和實時分析診斷等技術(shù),能對站內(nèi)主要設(shè)備健康狀況進行監(jiān)測。建立站內(nèi)全景數(shù)據(jù)的統(tǒng)一信息平臺,供系統(tǒng)層各高級應(yīng)用子系統(tǒng)進行統(tǒng)一、標準化、規(guī)范化的數(shù)據(jù)存取訪問及向調(diào)度系統(tǒng)進行上送。其中,信息一體化平臺作為未來變電站的信息出口,可用于變電站的監(jiān)視與控制,安裝于安全一區(qū);為了確保變電站的安全性要求,信息一體化平臺獨立于目前的監(jiān)控系統(tǒng),其實施不影響站內(nèi)設(shè)備正常的運行和控制。四是明確智能輔助控制系統(tǒng)的功能,研究相關(guān)實現(xiàn)技術(shù)。 注:文章內(nèi)所有公式及圖表請用pdf形式查看。- 1《堪培拉協(xié)議》第三次代表會議召開郭允沖會見與會代表
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