常规变电站智能化改造研究

江凤丽

[摘 要]智能电网建设是近年来电力系统内建设的重点工程，智能电网要靠智能变电站作为依托，智能电网建设成本大，时间长。对常规变电站的智能化改造成了建设智能电网的重要方法。常规变电站智能电网技术改造通常在原有电网基础上增加智能设备，提升一次设备的智能化，接着建立二次系统，建立智能变电站的断路器和通信，文章通过对智能电网的内涵和概念进行分析，提出了智能电网改造的方向和技术。

[关键词]智能变电站；智能电网；技术改造

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2015.41.175

随着能源需求的不断增加，电力能源作为国家的重要战略能源，对国家经济发展和社会稳定有着不可替代的重要意义，社会对电力能源的需求上升让电力系统的压力倍增，电力系统智能化应运而生，智能化电网在西方经济发达国家已经发展成熟，对电力能源的管理有着重要的提升作用，智能电网建设对于国内经济电网的发展有巨大的推动作用，首先可以提高电力系统运行的经济稳定性，降低了电力系统的运行的风险，保证远程控制不受干扰，能够快速调节符合。从电力能源发展的愿景来看，电力系统智能化只是一个时间问题，是实现电网自主创先的必经阶段，对增强我国电网的竞争力具有重大意义。

1 智能变电站技术

智能电网变电站与常规的变电站之间存在一定的区别，智能电网通过各种无线或者有线监控设置，确定设备的使用状态，操作多为程序化动作。智能变电站的改造需要克服很多问题，主要是变电站进行技术改造可能面临着技术上的风险，导致生产安全受到影响，常规的变电站智能化基础薄弱，落后的设备无法进行简单的技术改造处理进行重新建设更加合理。所以针对要改造的电力企业进行仔细的勘察和论证很有必要。美国电力企业从事电网智能化起步早，经验丰富。从2008年开始美国就开始设计并实施智能电网城市。智能电网城市的实施主要靠技术，第一通信必须是高速双向的网络，保证远程监控恶化数据收集和分析的能力，智能家居与物联网技术的结合，让各种社会发电系统进入电网大系统中。

部分国家对智能电网的改造持有的理念与美国不同，德国重视提高电力系统的运行效率，降低运营价格加强用户互动、保护生态环境、重视可再生能源。电网运行的经济性和电力基础，电网的调度方式有被动式向主动式转变、电力行业信息通信更新换代和市场化改革都是现代西方经济发达地区正在实施的电力战略。国内电力企业也借鉴了国外电力行业发展的经验，成立了专业研发中心，制定标准、研发实验、实践验证，随着通信技术、感应技术、智能技术的发展国内的电力技术创新进入了高速发展阶段，取得了一些成果，但是还有很多问题没有解决，首先是电力系统的智能化对通信网络的高要求，由于智能系统要求通信网络具备可靠性和持续性比其他系统更强，由于通信网络容易受到外部恶意攻击，一旦电力系统遭遇外部恶意攻击将会形成不可估量的损失和影响。智能电站建立的系统需要高度的共享，但是目前电力系统内部管理不能满足智能电网的要求，总结管理经验适应智能电网成了当下的重点。技术改进让传统专业型人才受到挑战，必须引进综合性技术人才。

2 智能电网智能化改造方案

改造常规变电站要保证电站的正常安全运行，提前做好预案，防止出现意外。在确保安全的前提下最大限度的控制改造的时间，成立专门的供应部门，保证所有的设备在最短的时间范围内保持停用状态。尽量缩小设备投资的多用原有设备投资，降低改造成本。首先要对其二次系统进行智能化改造，二次系统是变电站的核心根据《Q/GDW-11-152-2009 IEC 61850工程应用模型》统一建模；建立智能通信，保护跳闸开关信号的传输，一次设备进行改造的范围仅限制在部分设备，对二次系统进行大面积改建重建，改造期间用双网并行的方式进行，待新系统建成后放弃旧系统，使用新系统。过GOOSE报文传输保护装置开关量，在一次设备现场配置户外智能单元通过网络GOOSE 报文执行保护跳合闸的命令，利用智能单元出口控制断路器及电动隔离开关的分合闸；对于智能化改造后智能化程度较高的设备采用程序化操作，其范围如220kV、llOkV设备从运行至冷备用之间操作及设备倒母操作等。将乾元变改造成具有传统一次设备和网络化二次设备相结合的具有智能化功能的智能变电站。

通信网络的改造，可靠性和安全性是通信网络的必备特性，为了保证通信网络的可靠性必须采用冗余技术替代原技术，根据数据流的要求运用不同的组合方式。组网建设要在故障最低的原则下进行，如果通信网络部分元件出现故障仍能保证继续工作，不影响整体运行。对于设备更换问题，改造时新旧设备同时运行，改造后全部采购新设备安装。变电站内的网络数据具有突发性和大量化特征，改造智能电网要符合安全可靠，经济性的原则，

变电站层与过程层分别组网，相互独立，采用光纤作为传输媒介；变电站层网络连接所有变电站及间隔层智能化设备；过程层网络构建兼顾面向设备间隔和功能两个方面，按电压等级分别组网，每个子网接入相应电压等级的间隔层和过程层设备；根据保护双重化配置要求，采用冗余设计，过程层网络对应保护双重化配置双网络，防止网络故障导致设备的无保护运行；每间隔配一交换机，将交换机故障影响缩小到最小范围；为避免数据冲突，将需要大量交换数据的设备分布在同一个网段上，减少不同网段之间数据流量过程层的数据类型包括釆样值和GOOSE报文，要求可靠的前提下，具有较高的快速性。过程层网络对于继电保护的可靠性、快速性有较大影响，GOOSE网络独立组网模拟量采样网络能够降低网络流量对于可靠性的影响；组建冗余双网结构能够防止任一一网络设备故障时继电保护功能不受影响；双重化保护分别使用相互独立双网防止任一设备故障都不会使双网均瘫痪或保护不工作。

3 结 论

随着经济的发展，电力能源受重视程度越来越高，智能电网建设将会越来越受重视，文章针对常规变电站智能改造进行了论述，分析了改造中的网络结构、智能单元、保护装置和施工方案，智能电站的建设本身复杂而烦琐，问题多是非程序性，有很多实际问题需要结合具体情况进行分析解决。智能电网的改造以电网的安全稳定为基础，在此基础上才是电网的经济效益，大量的常规电网都面临改造的问题，根据不同的电压，不同的设备制造厂家。不同的地域特征进行智能化建设和改造，智能化电网的建设还需要发挥电力人才专业知识的力量，需要社会多方力量的共同支持，才能增强我国的电力企业的竞争力。

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