电气设备智能化技术在智能变电站的应用

电气设备智能化技术在智能变电站的应用

发表时间：2019-07-23T16:11:48.793Z 来源：《基层建设》2019年第13期作者：包兴斌

[导读] 摘要：随着中国电力系统的快速发展，对智能电网的自动化控制技术的需求正变得越来越迫切。

国网浙江省电力有限公司景宁县供电公司丽水 323500

摘要：随着中国电力系统的快速发展，对智能电网的自动化控制技术的需求正变得越来越迫切。智能化一次设备和现代化的自动控制技术在发电，输电，配电和电力消耗的各个方面的应用已成为未来电网发展的研究。热点。与智能变电站的结构相结合，所述的方法和配置，测量和变电站智能一次设备控制的步骤进行了讨论。

关键词：智能电网;智能化设备;自动控制

一.智能电网的概念和目标

国家和组织，如美国和欧盟都进行了研究工作对智能电网。对于美国来说，稳定的控制和复杂大电网的运行是智能电网发展的原动力。美国能源署在未来100年发表的报告是美国电力体制改革，里面详细介绍了美国未来电力系统的结构，并确定了每个实验和工作的里程碑的纲领性文件。欧盟成立了智能电网论坛，并发表了有关智能电网技术未来的一些报道。IBM，谷歌等知名企业也纷纷提出了相关解决方案。国内方面，在相关技术领域的工作已经开展，许多研究都达到了国际先进水平。国家电网公司智能电网研究院已经取得了多项前沿科技成果，并一直在频域频域的质量控制，特高压输电国际先进水平，电网广域检测与控制技术。自主研发，由中国开发的EMS能源管理系统已经普及在上述领域。国家电网公司总经理刘振亚提出了在特高压输电技术的2009年国际会议在中国建设坚强智能电网的发展战略。并推动中国经济和社会的全面发展，这一举措必将促进中国电力工业的改革，必将对现代化的中国的经济和其他方面产生深远的影响。

因此，中国的智能电网有来自国外不同的特点。它是基于强大的电网建设和使用控制，进行电力流，信息流和业务流程，涵盖传输，输电，变电和配电的各个方面的高强度整合元件。使用，调整和链接各个方面实现信息化，数字化，自动化，互动化。因此，智能一次设备和二次设备的研发与信息化和数字化的基本环境条件的控制已成为实现自动化，互动化的关键。

二.智能一次设备的发展状况

随着信息技术的突出特点智能电网是电力的主要设备。这是建设坚强智能电网一旦实现智能设备的基本条件之一。

目前，电力设备的智能技术主要采用电子或光纤传感器，微处理器和数字通信技术，以观察和评价设备的操作和设备健康水平的状态，以实现状态观察性。该信息被发送到使用标准协议的各种控制层和通过快速通信网络上的设备。在一定的智能控制层，所述控制信息和决策是按照最优控制理论和算法形成。并且然后反馈到智能主设备，以完成装置的动作。实时监控，决策和行动的行为，实现电网的互动，实现最佳控制和强大的自我修复。

智能一次设备目前的主要研究内容和技术发展方向如下。

1.一次智能设备。二次设备的功能尽可能地实现，测量，控制和保护的集成，不仅节省了大量的电缆，但也简化了结构。即，使用标准协议和体系结构，主设备建立为可测量的和可控制的电力系统智能节点。如目前的智能开关，智能变压器等。

2.在线监测的重要电气设备。这是发展的另一个热点。在发电机，变压器，断路器等设备多变量在线监测的研究正在进行中。基于综合监控设备的实时运行状态，大量的失效机理和可靠性的研究行动，为实现故障的在线诊断和健康评估，延长设备的预试和检修周期，提高利用率，努力把通过定期维护的状态检修。电力公司和研究机构正在加紧这项技术的研究和应用。

3.光电式互感器。如在电网不可缺少的重要设备，传统的电磁变压器具有高绝缘的要求，不能打开或短路两次，具有磁饱和的问题，并且具有大型设备，并且不能直接与微计算机化测量和保护设备的接口。已研究和投入在国外和在中国使用的光电互感器，绝缘性能优良，安全可靠的二次电流，无磁饱和及铁磁谐振现象，频带宽，动态范围大，适合在数字信号处理动力系统。。目前，正在努力解决的问题，如精度低，温度稳定性和使用寿命，这可能很快成为标准装备了智能电网。

4.电力电子技术的应用。电力电子技术是连接弱和强电的桥梁。它利用高功率的电力电子的二次系统的迅速控制的主要能量的能力，实现功率流的灵活控制，提高了系统的稳定性，并提高传输容量。这些都成为了智能电网自动化，互动，自愈，节能降耗有效的实施方法。结合电力电子技术和智能电网的需要，充分发挥电力电子设备可以灵活控制电网的能力，是未来智能一次设备的主要发展方向。已投产发电系统的工程应用电力电子技术包括直流输电（HVDC），晶闸管串联补偿装置（TCSC），静止同步补偿器（STATCOM），统一潮流控制器（UPFC），和故障电流限制器（FCL）。用户电力（CustomPower）技术等。中国的伊万500kVTCSC项目，该项目拥有完全自主知识产权和设计，研究，开发，安装和调试本身，增加了输电线路的输电能力146万千瓦到2.5亿千瓦，中国自身研制。

在中国电网的智能化建设，东中国电网的500千伏徐行站和中国南方电网的数字化变电站试点项目的500千伏桂林变电站，除了信息化建设的第二IEC61954的基础上，主要进行上述智能一次设备，结构。在变电站甲植物园使用具有数字接口和智能开关装置的电子变压器。220千伏实现了工艺层的全数字化。终端控制层和间隔层设备之间的通信是基于IEC 61850标准，按照国家电网公司的高压设备的需求。积极开展设备智能实践中，站实现统一的信息平台，集成和集成状态获取和变压器关键的设备监视信息，GIS，开关柜，电池等，并综合检查和大规模的国家监测数据的综合采集和实时处理测试在生产管理。的维护信息可视化并显示，并且“状态可视化”来实现。与此同时，设备状态信息可以被提供给生产管理系统，诸如状态维护和操作调度，其提供用于早期检测重要信息的支持，故障诊断，维护和设备的缺陷的操作模式排列，并实现“信息交互”。。

三.智能一次设备及其自动化技术

的智能一次设备在电力系统的开发和其控制平台已通过PLC（可编程逻辑控制器），DCS（分布式控制系统），FCS（现场总线控制系统），CIPS（计算机集成过程控制系统）等。这些技术都有各自的特点，根据系统和不同配置的不同要求，也有应用。在智能电网，统一的分层和节点定义下，运用现代信息技术和计算机技术将带来更强大的智能控制平台，可以适应整个网络。

智能电网的自动化技术是利用网络平台和智能控制平台，使智能一次设备完成根据智能电网的功能需求的一系列动作行为。自动控制理论从经典控制理论到现代控制理论发展而来的。从单输入单输出系统，分析和设计，以状态空间的分析，传递函数被用作工具，研究多输入和多输出的非线性时变的。系统的分析和设计。在此基础上，该智能控制具有人工智能与控制论结合在电力系统也适用于解决由发电设备，输电和配电系统，复杂的非线性动态系统的问题和开关调节设备用于电源设备的电源系统。不仅在传统的自动发电控制，励磁控制，无功电压控制，继电器保护的区域，而且还与智能一次设备柔性控制的功能，许多新的主题和方法将被衍生。在设计中，自动控制系