智能電網(wǎng)環(huán)境下的數(shù)字變電站建設(shè)研究
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智能電網(wǎng)環(huán)境下的數(shù)字變電站建設(shè)研究
文摘：國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展要求電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵樞紐、系統(tǒng)和設(shè)備等基礎(chǔ)設(shè)施的自動化、信息化程度逐步提高，變電站作為智能電網(wǎng)中的重要環(huán)節(jié)，按照智能電網(wǎng)的戰(zhàn)略布局須實現(xiàn)真正意義上的數(shù)字化，本文結(jié)合智能電網(wǎng)關(guān)于技術(shù)和管理兩個主題，初步研究了智能電網(wǎng)環(huán)境下，建設(shè)新型數(shù)字變電站的問題。
關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng) 數(shù)字 變電站 研究
前言 傳統(tǒng)變電站模式已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)代電力大系統(tǒng)的管理要求。數(shù)字化變電站可以認(rèn)為是變電站自動化技術(shù)發(fā)展至今所經(jīng)歷階段性的必然結(jié)果，目前的變電站應(yīng)用先進(jìn)的現(xiàn)代化技術(shù)，在各級電力網(wǎng)絡(luò)中成為中轉(zhuǎn)、變換、輸配的重要環(huán)節(jié)，強(qiáng)有力地發(fā)揮了其安全、穩(wěn)定運行的作用。
一、數(shù)字變電站的技術(shù)基礎(chǔ)
對數(shù)字化變電站而言，其表現(xiàn)形式可以這樣理解為在獲取信息、處理信息、傳輸信息時的過程中，設(shè)備在實現(xiàn)全部智能化的基礎(chǔ)上，信息完全以數(shù)字化形式來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，并且網(wǎng)絡(luò)的接口是標(biāo)準(zhǔn)化的，在管理和操作的具體內(nèi)容上是自動化形式，具備這樣內(nèi)涵的的變電站可以認(rèn)為基本上具備了數(shù)字化變電站的主要特征。
對于以上數(shù)字化變電站，可以通過以下內(nèi)容來描述其技術(shù)基礎(chǔ)。
信號采集和回路驅(qū)動與控制全面數(shù)字化。運用微處理器和光電技術(shù)來達(dá)到信號采集和驅(qū)動數(shù)字化，在邏輯控制和繼電器回路中應(yīng)用PLC(可編程控制器)來實現(xiàn)數(shù)字化，在有線信號載體方面使用光電轉(zhuǎn)換線纜和光纖完成數(shù)字化信息傳輸。
2. 二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化。二次設(shè)備信息交流、保護(hù)、分布式協(xié)調(diào)控制形成網(wǎng)絡(luò)體系，變電站中的保護(hù)單元、檢測、故障診斷、無功控制均采用標(biāo)準(zhǔn)化微機(jī)設(shè)計組建采用高速網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，二次設(shè)備通過全網(wǎng)絡(luò)化來實現(xiàn)資源共享、信息集成支撐。
二、數(shù)字化變電站的一次智能設(shè)備
智能化的一次設(shè)備，信息共享位數(shù)字變電站提供了扎實的基礎(chǔ)，具有高準(zhǔn)確性和可靠性的測控水平，保證二次設(shè)備精確獲取信息。
1. 智能開關(guān)
所謂智能開關(guān)就是既配置傳感器、控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)又設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字接口的可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信功能的開關(guān)設(shè)備。這種設(shè)備具有開關(guān)基本的功能外，還能能通過網(wǎng)絡(luò)成為數(shù)字化監(jiān)測的組成部分，同時具備自診斷、自評估功能。其特點表現(xiàn)為監(jiān)測精確、可靠性高，能夠?qū)崿F(xiàn)智能控制和順序控制，可通過數(shù)字化接口或接口轉(zhuǎn)換后掛接在總線或控制網(wǎng)絡(luò)上。
2. 智能變壓器
智能電力變壓器是數(shù)字化變電站重要的基礎(chǔ)設(shè)備，可以實現(xiàn)不同電壓等級交流電網(wǎng)的能量轉(zhuǎn)換。與智能開關(guān)相同，智能變壓器也配有傳感器、控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，擁有數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)接口。除具有一般變壓器的功能外，還具備狀態(tài)監(jiān)測、評估和維護(hù)。
與傳統(tǒng)的一次設(shè)備相比，智能化設(shè)備接受指令能快速響應(yīng)，準(zhǔn)確動作，且具有自適應(yīng)性。
三、數(shù)字化變電站的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控
“數(shù)字”變電站離不開網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為實現(xiàn)數(shù)字化變電站提供了有效載體。按照IEC61850標(biāo)準(zhǔn)接口建模，采用分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式，通常把一、二次設(shè)備分為設(shè)備級、單元級和站級。站級是最高一級，包括監(jiān)控主機(jī)、工程師站和信號遠(yuǎn)傳裝置。單元級包括測控設(shè)備，分布式的繼電保護(hù)單元、PT切換、故障錄波、電壓及無功控制單元等。設(shè)備級包括變壓器、斷路器、電流及電壓互感器
通過網(wǎng)絡(luò)將三級設(shè)備和裝置連接在一起，數(shù)字變電站監(jiān)控系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)采集與處理、事件順序記錄、故障記錄、操作控制、安全監(jiān)視和人機(jī)聯(lián)系功能。
四、數(shù)字變電站管理操作
操作和管理自動化是數(shù)字變電站建設(shè)內(nèi)容的一個重要方面，在網(wǎng)絡(luò)通信的基礎(chǔ)上，對變電站內(nèi)的運行狀況、歷史數(shù)據(jù)分析，準(zhǔn)確模擬系統(tǒng)設(shè)備操作和管理。進(jìn)一步加強(qiáng)變電站中的操作和管理，尤其是推廣其自動化技術(shù)，對保證變電站內(nèi)部供電的可靠性以及設(shè)備維修，準(zhǔn)確分析設(shè)備有積極作用。
狀態(tài)監(jiān)測與檢修是及時確定事故并實現(xiàn)設(shè)備科學(xué)管理的關(guān)鍵技術(shù)。通過狀態(tài)監(jiān)測還可完成大量原始數(shù)據(jù)的歸納和分析，進(jìn)行故障分析和故障診斷。為維護(hù)和檢修設(shè)備給予指導(dǎo)，評估電力系統(tǒng)可靠性，還需建立狀態(tài)評估體系評估電網(wǎng)風(fēng)險。
結(jié)論 數(shù)字化變電站是建設(shè)智能電力系統(tǒng)的重要部分，采用先進(jìn)的技術(shù)拓寬變電站功能的發(fā)展創(chuàng)新空間，必將在未來為電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運行發(fā)揮巨大作用。
參考文獻(xiàn)：
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