浅谈智能变电站的结构及关键技术分析

智能变电站是采用先进、可靠、集成和环保的智能设备,以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求,自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和检测等基本功能,同时,具备支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策和协同互动等高级功能的变电站。

智能变电站主要包括智能高压设备和变电站统一信息平台两部分。智能高压设备主要包括智能变压器、智能高压开关设备、电子式互感器等。智能变压器与控制系统依靠通信光纤相连,可及时掌握变压器状态参数和运行数据。当运行方式发生改变时,设备根据系统的电压、功率情况,决定是否调节分接头;当设备出现问题时,会发出预警并提供状态参数等,在一定程度上降低运行管理成本,减少隐患,提高变压器运行可靠性。智能高压开关设备是具有较高性能的开关设备和控制设备,配有电子设备、传感器和执行器,具有监测和诊断功能。电子式互感器是指纯光纤互感器、磁光玻璃互感器等,可有效克服传统电磁式互感器的缺点。变电站统一信息平台功能有两个,一是系统横向信息共享,主要表现为管理系统中各种上层应用对信息获得的统一化;二是系统纵向信息的标准化,主要表现为各层对其上层应用支撑的透明化。

变电站
变电站

智能变电站的优点

1、智能变电站能实现很好的低碳环保效果

在智能变电站中,传统的电缆接线不再被工程所应用,取而代之的是光纤电缆,在各类电子设备中大量使用了高集成度且功耗低的电子元件,此外,传统的充油式互感器也没有逃脱被淘汰的命运,电子式互感器将其取而代之。不管是各种设备还是接线手段的改善,都有效的减少了能源的消耗和浪费,不但降低了成本,也切实的降低了变电站内部的电磁、辐射等污染对人们和环境形成的伤害,在很大程度上提高了环境的质量,实现了变电站性能的优化,使之对环境保护的能力更加显著。

2、智能变电站具有良好的交互性

智能变电站的工作特性和负担的职责,使其必须具有良好的交互性。它负责的电网运行的数据统计工作,就要求他必须具有向电网回馈安全可靠、准确细致的信息功能。智能变电站在实现信息的采集和分析功能之后,不但可以将这些信息在内部共享,还可以将其和网内更复杂、高级的系统之间进行良好的互动。智能电网的互动性确保了电网的安全、稳定运行。

3、智能变电站可靠性特点

客户对电能的基本要求之一就是可靠性,智能变电站具有高度的可靠性,在满足了客户需求的同时,也实现了电网的高质量运行。因为变电站是一个系统的存在,容易出现牵一发动全身的现象,所以变电站自身和内部的所有设施都具有高度的可靠性,这样的特性也就要求变电站需要具有检测、管理故障的功能,只有具有该功能才可以有效地预防变电站故障的出现,并在故障出现之后能够快速的对其进行处理,使变电站中的工作状况始终保持在最佳状态。

智能变电站的结构

IEC61850将智能变电站分为过程层、间隔层和站控层,各层内部及各层之间采用高速网络通信。整个系统的通讯网络可以分为:站控层和间隔层之间的站控层通讯网、以及间隔层和过程层之间的过程层通讯网。

站控层通信全面采用IEC61850标准,监控后台、远动通信管理机和保护信息子站均可直接接入IEC61850装置。同时提供了完备的IEC61850工程工具,用以生成符合IEC61850-6规范的SCL文件,可在不同厂家的工程工具之间进行数据信息交互。

间隔层通讯网采用星型网络架构,在该网络上同时实现跨间隔的横向联锁功能。110kV及以下电压等级的变电站自动化系统可采用单以太网,110kV以上电压等级的变电站自动化系统需采用双以太网。

智能变电站中的关键技术

1、智能变电站中分布式电源的引用

智能变电站将分布式电源引入进来,能够增强智能电网的安全灵活性,在运行效率上也有显著的提升,此外,在配电系统中也改变了单项潮流网络的存在,使其从单向电源辐射的网络转变成为一个多源型的网络。原来的变电站内的保护措施和保护行为的出现都是针对单项潮流网络的,现在单项潮流网络转变为多元型网络将会使以前的保护行为和保护措施变得不再安全可靠。根据这种转变,接入分布式电源后对智能变电站继电保护的作用提出更大的挑战。

2、智能变电站中硬件的集成技术

随着智能电网的不断发展和进步,电网硬件系统中开始有了描述语言的硬件,描述语言的硬件的出现使智能变电站在设计应用上有了集成、自动以及模型化的特点。以上特点使得硬件系统中出现了功能全面的模块化的规划,能够将一些不同的逻辑问题固化到智能变电站内部的设备上,由软件的控制到达硬件的应用。从而确保了设计应用的准确、可靠,同时也解决了信息传送中的关键问题。

3、智能变电站中软件的构件技术

智能变电中的软件技术和硬件技术相辅相成,两者形成完美的协作。软件系统是保证智能变电站正常运行的灵魂和钥匙,其不但能够实现信息控制和监控功能,还可以将相量测量单元(PMU)、录波等功能进行集成,这就完成了变电站内部的区域疾控、在线状态监督、远程操作等高级功能。对于保证日益庞大和复杂的电力系统安全稳定运行,提高自动化程度具有深远意义。

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