智能变电站意义及关键技术研究

摘 要 ： 基于 Ｉ Ｅ Ｃ６ １ ８ ５ ０标 准 ， 对研 究 智 能 变 电站 重要 意 义进 行 了探 讨 。结合 智 能 变 电站 二 次体 系结构 ， 对 智 能 变电 站 关键 技 术进 行 研 究 ， 从 整 体 上 对 智 能 变 电站 相 关技 术进 行 阐述 。 关 键词 ： 智 能 变 电站 ； 意义 ； 关键技术 ； 体 系结 构 中图分 类 号 ： Ｔ Ｍ４ １ 文献标 识 码 ： Ａ
Ｑ ≥ Ｑ ： Ｑ ２ （ 工）
高 新 技 术
Ｃ ｈｉ ｎ ａ Ｎｅ ｗ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐ ｒ ｏ ｄ ｕｃ ｔ ｓ
智能 变 电站 意 义及 关键 技术研究
曹 定
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（ 成都 电业局检修公 司检修试验工 区， 四川 成都 ６ １ ０ ０ ６ １ ）
站技 术 的研 究 和 实施 ， 提 高 变 电站 自动 化 ⑦全 站统 一的 授 时系统 系统 以及 整 个 电 网 的技 术 水 平 和 安 全稳 ａ ） 智能 变 电站基本 内容 ’ 定运 行水 平 。 分 析 上述 智 能变 电站要 求 可 见 ， 完整 的智 目前 我 国正在 大 力 建设 创 新 型 国家 ， 能变 电 站方 案应 包 括 符 合 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 标 准 国家 电网公 司 已成 为 全 国 “ 创 新型 试 点企 的全 部一 次 、 二 次 系统 的 实现 。大体 可分 业” 。国 家 电 网公 司 高度 重 视科 技 进 步 和 为 以下 几部 分 内容 ： 自主 创新 ， 将 其 作 为公 司和 电 网发 展 的 战 ａ １ 一 次部 分 略支 撑 ， 力争 掌 握 一批 拥 有 自主知 识 产权 变 压器 用 的通 信 技术 和 协议 各 不 相 同 ， 造 成 产 品 的关 键技 术 和核 心 技 术 ， 占据 世 界 电力 科 开关 、 刀闸 之 间缺 乏 互操 作 性 ， 导致 集 成 和维 护 成 本 技 发 展制 高 点 ， 在 能源 技 术创 新 中积极 发 直 流 系统等 的增 加 ， 也 降低 了系 统的 可靠 性 。 挥 主 体作 用 和表 率 作 用 ， 服务 创 新 型 国家 ｂ ） －次 部分 ． ② 电磁 式互感 器 的 问题 建 设 。而智 能变 电站 在各 个方 面 均顺 应 了 二 次 系统在 逻 辑 上按 功 能 可分 为 过程 层 、 传 统互 感 器存 在 铁 芯饱 和 、 暂 态 特 性 科 技进 步 和 自主创 新 的要求 。 首先 在技 术 间 隔层 和变 电站层 ， 结 构如 图 １ 所示： 差 和体 积 庞大 等 缺点 ， 难 以满 足现 代 自动 储 备 方面 ， Ｉ Ｔ技术 与 通信 技术 近 些 年来 的 ① 硬件设 备 化技 术 的需 求 。 突破 性 进 展 使 得 智 能 变 电站 从 技 术 和 经 为 实现 图 １ 所 示 的逻 辑 功能 ， 二 次系 统设 变 电 站 自动化 技 术 经 过 十 多 年 的 发 展 已经达 到一 定 的水 平 ， 一 定 程 度 上提 高 了电 网建 设 的现 代化 水 平 ， 增 强 了输 配 电 和电 网调 度 的可 靠 性 。然 而 ， 传 统 变 电站 自动化 系 统仍然 存在 下列 问题 ： ① 互操 作 问题 由于 不 同厂 家 变 电站 自动化 系 统 采 济 角度 而 言成 为 可 能 ， 智 能化 电气 设备 的 备包 括 ： 、 发展 ， 特 别是 智 能 化 断 路 器 、 电 子 式 互 感 ａ ． 电子 式互 感器 、 合 并单 元 器 等机 电一体 化 智 能设 备 的 出现 ， 使 得 变 ｂ ． 变 压器智 能 单元 电站进 入 了智 能 发展 的新 阶 段 ； 其 次在 发 ｃ ． 开关 、 刀 闸控制 器 展 水平 上 看 ， 在 智 能 变 电站 的研究 、 试验、 ｄ ． 直 流系统 智 能单元 工 程推 广 等 方面 ，国外 企 业 也 刚刚 开 展 ， ｅ ． 满足 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 标 准 的 系统控 制器 、 尤 其 国内 在 Ｅ Ｃ Ｔ ／ Ｅ Ｐ Ｔ及 变 电站 自动 化 等 ｆ ． Ｎ控 主机 （ 操 作员 站 ， 工程 师 站 ） ④ 线 缆投 资 、 运 行维 护 费用 较高 方 面 的研究 工 作 并不 落 后 于 国外 企业 ， 可 ｇ ． 远 动 主机 智 能 变 电 站成 功 地 解 决 了上 述 传 统 以说 实 现 智 能 变 电站 是 建 设创 新 型 电 网 ｈ ． 打 印服务 器 变 电站存 在 的 问题 ， 是 电力 系统 发 展 的必 的 要求 ， 也 是我 国 电力行 业 赶 超 国 际水 平 ｉ ． 工业 以太 网交 换 机 和 用 于光 纤 通信 然趋势 ， 是 通 讯技 术 、 信 息 技 术 和 计 算 机 的一 个 契机 。 的光 端机 技 术发 展 的必 然结 果 。 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 标 准 以及 通过智 能 ６ ６ ｋ Ｖ 变 电所 的 建 设 与 研 ② 软 件系 统 智 能 技 术 在 变 电站 内 的 全 面 推 广 应 用 将 究 ， 提 出适 合 中 国电 网结 构 及 运行 方 式 的 软 件 系 统采 用 跨 平 台结 构设 计 ， 可选 是 解 决这 些 难题 的关键 所 在 。 目前 国际 电工 委员 会 Ｔ Ｃ ５ ７工作 组 已经 制 定 了 《 变 电站 通 信 网络 和 系 统 》 系 列 标 准 ～ Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ ，为变 电站 自动 化系 统 提供 了统 一 平 台 和标 准框 架 。随着 电 子式 电流 、 电压 互 感器 、一次 运 行设 备 在 线状 态 检 测 、 变 电站运 行 操作 培 训仿 真 等 技术 日趋 成熟 ， 以及 计 算 机 高 速 网 络在 实 时 系 统 中 的 开 发应 用 ， 势 必 对 已有 的变 电站 自动化 技 术 完整 的 ６ ６ ｋ Ｖ智 能变 电站 系统 方案 ，将 对 择 ｗ ｉ ｎ ｄ ｏ ｗ ｓ 、 Ｕ ｎ ｉ ｘ 、 ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ 操 作 系 统 ；数 据 库 鞍 山 以 至整 个 辽 宁 电 网 的智 能 建 设 工作 结 构 按 照 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 模 型定 义 、 实现 ， 所 有 产生 积极 影 响。 程序支持 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 模 型 。系 统集 成 工 程 ２ 智 能变 电站含 义 及其 关键 技术 化 工具 为 工程 人 员 或用 户 提 供完 善 、 方 便 智 能变 电站 技 术 是 指 基 于 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 的配置 、 测试 、 维 护手 段 ， 包 括 系统 的配 置， 标 准建 立 全 站 统 一 的数 据 模 型 和数 据 通 组 态 、 实 时库 的 管理 、 模 型／ 通信 的一 致 性 信平台 ， 实 现站 内一 次设 备 和二 次 设 备 的 测 试 、 Ｓ Ｃ Ｌ配 置 文件 和 参 数 化 的管 理 等 功 智 能 通信 ， 以全 站 为对 象 统一 配 置 保 护和 能 。 自动化 功 能 。其主 要特 征包 括 ： ③ 站 内通信 网络 系 统 应 以 网络 交 换 以太 网技 术 为 基 础 ，站 级 总 线 采 用 星 型 结 构 光 纤 １ ０ Ｍ／ １ ０ ０ Ｍ 以太 网 ，组 网方 式 为 Ｖ Ｌ Ａ Ｎ虚 拟 以 太 网， 具有 自愈 功 能 ； 过程 总线 选 择 星 型 结 构 光纤 ｌ Ｏ ０ ／ ｌ Ｏ ０ ０ Ｍｂ以太 网 ，防止 出现 实 时 信 息 在 网络 上 发 生 碰 撞 以 至影 响 实 时 响应 要求 。 必 要 时可 考虑 采用 Ｖ Ｌ Ａ Ｎ优 先级 协调 多 以太 网跨 过多 交换 机运 行 。 在６ ６ ｋ Ｖ智 能变 电站 的设计 方 案 中 ，根据 需要 传 输 的数 据量 的计 算结 果 ， 站 级 总线 和 过程 总线 均采用 星 形 结构 光 纤 １ ０ ０ Ｍ 以 太 网。 ④授 时 系统 ③ 常规 一次设 备 的问 题 目前 多 数 变 电 站 都 没 有 装 设 状 态 监 视 设 备 ，由于 缺 乏 一 次 设 备 状 态 监 视 信 息， 通 常 只 能 采 用 计 划 检修 ， 而 不 能 实 现 状态 检修 。同 时 ， 非智 能 断 路 器设 备 也不 能 实 现按 波形 控 制 合 闸 角 和 在 线 监 测 的 功能 。 ｛ １ 实现 智能 变 电站 的重要 意 义