湖北电网智能化之我见

柳庚

摘 要：智能化是目前我国电力企业大力进行推广和实用化研究的重点领域之一，智能变电站具有信息化、自动化、互动化的特征，能有效进行电力系统运行状态的监测和评估，电网运行将更好地满足系统安全稳定的相关规程要求，各层防范措施彼此严密配合，加强电力输送方式的多变性，具有应对紧急事件和突发重大故障的能力，有效避免大范围联锁故障的发生，提升灾害预警能力，建立强大的联合抵御风险能力，对建设坚强电网和提升设备可靠性都有着显著的积极作用。

关键词：变电站；现状；智能化

中图分类号：TM715 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）17-0126-01

1 选题的背景

据调查显示，2011年，湖北电网220 kV系统共发生一次设备故障跳闸85次，继电保护按功能评价共计动作1 100次，同比2010年（1 319次）减少219次，按装置统计共计动作690次，同比2010年（779次）减少89次，正确动作率与2010年持平，连续三年正确动作率保持100%。220 kV保护设备发生异常引起装置停运的缺陷共计158次，同比2010年故障次数（206次）下降48次，保护装置故障率为4.79次/百台年，同比2010年保护装置故障率（6.59次/百台年）降低1.80次/百台年。保护装置缺陷大幅减少。同年，保护装置故障47次，同比2010年（95次）减少了48次，降幅为50.5%，其中的重要原因是伴随综自型继电保护设备升级改造步伐的加快，现代继电保护设备工艺层次不断提高，同时进口保护、故障录波装置和稳控装置的异常缺陷也下降较多，保护装置缺陷大幅减少，但是通道缺陷（含光纤）比例上升。从2010年的40.3%上升为48.7%，主要原因为高频通道缺陷处理效率不高、部分缺陷处理时间过长。同一缺陷多次发生，应加强对保护高频及光纤通道的运行维护，同时制定、修编相关管理规定，完善运行维护管理制度，对通道设备进行全面检查，同时结合线路停电检修对高频通道加工设备及光纤传输设备等进行全面检查，线路两侧专业人员应紧密配合，分段测试，切实提高通道消缺成功率。老旧保护装置故障率较高。在220 kV系统保护中，仍有CSL、LFP、WBH100和41型母线保护等老、旧保护在运行，这些保护装置运行时间都超过十年，元器件老化、缺陷较多，部分装置不满足国网十八项反措要求，且厂家已不再生产，如在运行中出现装置硬件故障，很难得到尽快处理。2011年老旧保护异常发生率为6.12次/百台年，高出保护设备平均异常发生率（2.03次/百台年）2倍以上。此外WMH800母差保护也出现缺陷6次，运维人员要对装置缺陷进行全面统计，认真分析，制定出技改计划，逐步将老旧保护更换，同时应该根据保护配置情况，提高保护投运率。

2 传统变电站现状

①设备对抵御电网突发状况的应对能力和维持电网稳定性不能满足现代电网高度智能化的要求。多数传统保护的变电站常常使用常规的保护设备，特别是自动化设备中的继电保护和自动装置、远动装置等（许多变电站几乎没有装设自动装置和远动装置），设备本身可靠性不高又加之结构复杂，而且没有故障诊断的能力。目前常用办法是依靠对二次常规系统进行不定周期的停电测试和校验来挖掘隐患，这不但极大加大了保护人员的工作量，却依然无力保证装置绝对的可靠，往往是等到保护装置发生拒动或误动后才能发现问题再实行抢修或保护更换，并且保护人员在不定周期的停电检修中发生装置误动或产生寄生回路的隐患情况伴有发生。加之二次设备基本上是按单一功用单独设计的，设备之间电气联系很少，各个保护设备的生产批次繁杂，设备配合使用过程中联系性差，造成不少运行隐患。

②直流电源二次回路工作中，无统一的设计标准，建设过后容易造成直流混接以及管理困难，在开关汇控柜、刀闸机构箱、变压器冷控柜、端子箱、中配室等有交流端子的二次回路上工作时，一旦没有按图施工和做好交直流端子的隔离，或交直流混接就会造成许多的直流接地故障，两点接地造成保护误动，就需要停止一切现场二次设备的工作，一般情况下不允许进行一次设备的操作，待直流接地现象消失后，才可恢复工作，对于系统的稳定运行存有无法估量的不利影响。

③在对每一个变电站的验收交接上，都需对母差、失灵、直流电源、母线电压等公用回路进行严格的验收。由于变电站投产之后，很难对母差、失灵保护进行模拟实际故障的保护传动试验，来验证设备之间二次接线的正确性。新安装的保护装置交付使用时，对于有极性要求的保护，必须测量装置的六角图来判断保护极性的正确性，至于保护装置的CT、PT二次回路，既要测量每相的相电流大小角度，还要测量零线的电流大小，细致分析电流、电压回路接线的正确性。对于现场工作人员的工作量大大加重。

④由于改、扩建工程及保护换型工作大多涉及到变电站原有运行设备，容易引起误碰、误接线，造成运行设备的不正确动作。改造时拆除二次回路电缆之前，要注意检测端子的电压与电流，对于母线电压，母差、失灵、稳控装置等无法由小开关断开电源的电缆，一定要两端拆除。二次电缆带电时，进行保护屏的拆除与安装会对保护装置产生误动影响。在保护换型工作中特别是针对新装置的直流电源、母差、失灵、稳控等公共回路运行方式的改变，各相关回路的压板、小开关、按钮和把手都需要重新标识。

⑤维护工作量大，设备可靠性差，不利于提高运行管理水平和自动化水平。对因串接多级线路而导致难以对定值整定的情况，不但要对电网结构研究整改，尽量不多级串供。还要在电网结构完善前，采取顺序重合闸、设置解列点及备自投等方式解决问题。对于定值的整定执行都有相当大的不便利性。

3 大力发展智能电网的意义

随着智能电网的建设力度加大、速度加快，通过利用先进的计算机技术，传感技术，测量技术，自动控制技术和功率控制的智能电网及电力控制策略建成瞬时响应的复用电力通信网络和供电网络，然后凭借这个智能化的供电和通信网络实现电能的可靠、安全、经济和高效的传输和运行。

对智能电网设备实时数据进行整齐的分层级的广域实时信息的取样，促使实现智能控制的变电站，采取协调，灵活和集中的配置策略，提供安全稳定运行的电网的主干。对变电站的智能化的控制、自协调、柔性及集中化的保护配置，提供对主干电网的安全稳定运行和变电站内的高级应用；配合电力调度及运维部门实现全面互动的设备电气量采集和运维策略，在对智能设备状态监测的基础上实现网内变电站的全生命周期状态检修管理；全面实现智能电网变电站智能设备普及，提供稳定的设备基础于坚强的实体电网；随着时间的推移终究会在数字化变电站全面建成的成就上，稳步提升变电站各级设备的智能化技术。总之，如今的智能变电站进入全面发展期已充分证实智能电网将成为我国电网以后长期发展的必然趋势，怎样加快发布智能电网基础设施、配套设施及相关的控制策略是目前迫切需要解决的任务。

建设坚强智能电网，全力发挥智能设备在优化各级资源配置、促使电力的可靠有力供给，对有力地推动国家的经济发展，提高我国社会和经济的可持续发展，生态环境和谐发展具有重要的战略意义。

参考文献：

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[2] 汪秀丽.智能电网浅议[J].水利电力科技，2009，（4）.

[3] 陈宗法，殷红军，郭永凯.智能电网及发电行业对策[J].中國电力企业管理，2009，（19）.