探究新一轮变电站综合自动化系统改造问题

欧阳彦锋

（国网泉州供电公司，福建泉州362000）

探究新一轮变电站综合自动化系统改造问题

欧阳彦锋

（国网泉州供电公司，福建泉州362000）

近年来，我国电网发展迅猛，电力设备技术突飞猛进。随着信息化时代的到来，计算机和通信技术的新趋势逐渐形成，从而带动了变电站综合自动化新技术的兴起和日益发展，变电站综合自动化各集成厂家的技术水平得到不断提升，变电站综合自动化技术的发展日趋成熟。当前运行中的变电站综合自动化系统设备已陆续达到使用年限，新一轮变电站综合自动化改造已陆续开展，而新一轮的改造必将面临新的问题，例如改造模式的选择、智能化技术的取舍、新技术的应用等。主要对变电站新一轮综合自动化改造中将要面临的主要问题进行了论述和分析，同时提出了相应的建议措施，并展望了变电站综合自动化系统改造的发展方向。

变电站；综合自动化；系统改造；传输规约

21世纪初至今，变电站综合自动化常规改造技术已得到了长足发展且日趋成熟、稳定。而近年来，电网建设改造变得日新月异，尤其是变电站智能化的发展及应用，又推动了变电站建设与发展的技术革新，进一步实现了变电站运行的资源优化配置、降低运行维护成本，变电站无人值守已成为常态，实现了减人增效的最终目标，为电网实现安全、经济的运行打下了坚实的基础。与此同时，国家电网对变电站的建设提出了“坚强、智能”的要求，而首轮开展变电站综合自动化改造并投入运行的设备，至今已陆续达到再次技改更换的生命周期。因此，基于变电站智能化关键技术应用，进行新一轮综合自动化系统的技术改造是十分必要的。而在新一轮的变电站综合自动化系统改造中，将面临许多新的问题。

1 系统改造模式的选择

当前，变电站综合自动化系统改造不再纠结于结构形式的选择，面临最大的问题已是改造模式的选择，即是进行智能化改造，还是继续延用常规设备改造。

变电站智能化是指采用先进、可靠、集成、低碳、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、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能，实现与相邻变电站、电网调度等互动。近年来，智能化变电站已历经早期的规划试点阶段，正处于全面建设阶段，关键技术取得重大突破并广泛应用。智能化变电站与常规变电站相比，主要区别为：①智能组件就地化，数据传输媒介以光纤替代电缆，减少二次电缆使用量，取而代之为光缆；②二次系统网络化，数字式光纤以太网接口的二次设备替代常规二次设备；③IEC61850的应用，统一了通信规约，使保护等二次设备具备了远方操作的技术条件；④调试方法发生变化，需要网络联调，使用的试验仪器设备发生变化。

2010年泉州公司110 kV西郊变综合自动化改造被确定为国网公司批准的第二批智能化改造试点项目，项目积极实践《智能变电站技术导则》与《变电站智能化改造技术规范》中规定的智能化重点内容，除了实现站内数字化外，重点考虑智能电网对变电站高级应用的需求及与生产管理的融合功能。另外，为了体现智能化改造试点的意义和价值，按照国网智能化变电站一系列规范和标准的要求，积极试验智能化变电站的关键技术，项目实现了一次主设备状态监测、信息建模标准化、信息传输网络化、高级功能和辅助系统智能化，把西郊变改造成一个既符合国网统一标准要求，又体现福建地区电网接线和环境特点的智能化变电站。此外，本次改造也为智能电网进入全面建设阶段积累了宝贵的经验。

比较而言，变电站智能化改造存在工期紧、涉及设备多、专业多等难题，除与常规监控系统改造一样，需更换监控系统站控层设备及各间隔测控装置外，还需将原有的户外端子箱更换为智能汇控箱，同时配置合并单元、智能终端以及过程层交换机等设备，并对继电保护室至户外汇控箱的二次回路控缆进行更换，重新敷设通讯光缆。设备从安装、调试到验收，各个环节的工作量均与常规改造不可同日而语，且当前的户外端子箱基础架构不足以承载智能汇控箱，电缆沟道同样不满足光缆敷设要求，因此还需提前开展相应的基础设施改造等辅助土建工程。当前的变电站监控系统改造方式一般为前期先进行不停电站控层调试、设备单体调试及电缆敷设，后续逐个间隔根据停电计划安排停电进行设备更换、调试及接火，经验收合格后正式投运。因此，在当前电网运行方式条件下，每个间隔的停电时间有限，而要在有限的时间里完成变电站综合自动化系统间隔的智能化改造，是相当困难的，再加上常规监控系统改造的设备技术、调试技术更为成熟，所需资金投入更少，且新一代智能化站控层设备及间隔层设备在常规改造模式下同样能够应用，并发挥新技术优势，因此目前国内仍大多采用常规综合自动化系统改造模式。

2 站内设备传输规约的选择

然则，虽当前形势下不推广变电站智能化综合自动化系统改造，但变电站智能化的飞速发展同样给新一轮的变电站综合自动化改造带来质的飞跃，首先便是IEC61850规约的应用。变电站综合自动化改造过程中，不同厂家设备之间通信，尤其是保护装置、直流电源设备等公用设备与综合自动化系统站控层网络的通信，均需经过规约转换装置，而由规约转换所引发的软件程序修改及测试，是实际工程调试过程中调试量最大的工作。

当前电力系统中，对变电站综合自动化技术的要求日渐提高，各种设备间的互联需求及稳定性要求越来越高，为方便变电站中各种设备的管理以及设备间的互联，就需要一种通用的通信方式来实现。IEC61850即提出了一种公共的通信标准，通过对设备的一系列规范化，使其形成一个规范的输出，实现系统的无缝连接。IEC61850是新一代变电站综合自动化系统的国际标准，是国际电工委员会（IEC）TC57工作组制定的《变电站通信网络和系统》系列标准，是基于网络通信平台的变电站综合自动化系统唯一的国际标准，是至今为止最为完善的变电站综合自动化标准。

IEC61850标准规范了二次智能装置的通信模型、通信接口，而且还定义了非常规互感器、智能式开关等一次设备的通信模型、通信接口，增强了设备之间的互操作性，使得不同厂家的设备之间实现无缝连接，大大提高变电站综合自动化技术水平，提高变电站综合自动化系统安全、稳定运行水平，节约开发、验收、维护的人力和物力。与采用IEC61850相比，延用原有的IEC103规约，虽然更为成熟、稳定，能够立即完全实现当前远方召唤、修改保护定值、保护软压板及保护透传等技术要求，且当前的班组技术人员也更易于维护，但随着技术的发展，各设备厂家已逐渐减弱甚至停止了对IEC103规约应用的维护及开发，而IEC61850的优势则更为显而易见。因此，泉州公司近年来所开展的变电站综合自动化系统改造均优先采用IEC61850规约。

3 变电站综合自动化改造的发展方向

随着变电站智能化的发展，IEC61850规约广泛应用，在行业规范标准的约束和技术进步的带动下，变电站综合自动化系统逐步实现向着设备标准化的方向发展。设备的设计和基本功能要求向标准化的方向迈进，设备的通讯协议和对外接口日趋标准化，不同厂家设备的接口达到“即插即用”的通用效果。这将给新一轮的变电站综合自动化系统改造的立项方式带来巨大的变革。

当前的变电站综合自动化系统改造立项，因遵循同一变电站综合自动化系统集成厂家的统一，需全站设备统一立项，统一进行物资招标采购。按项目管理要求，技改跨年项目也必须在2年内完成结算关闭，再扣除前期的招标、采购、设计等环节，真正留给现场安排停电施工的时间仅1年有余，这给停电计划安排带来极大的压力。如果规约及接口标准化得以实现，即可打破厂家单一性约束，根据具体间隔设备运行状况、技改需求及停电计划灵活安排立项。

变电站的智能化改造及建设仍然是智能电网的基础和重要环节，能够使电网的资源配置能力、安全水平、运行效率显著提高。在建设智能电网这个历史背景下，在当前变电站综合自动化系统改造模式下，推广变电站高级应用技术是电力系统新时期发展的必然趋势。高级应用是运行管理智能化的前提，是推行调控一体化和无人值班的保障。

目前，变电站综合自动化系统智能化高级应用功能随着智能电网的发展目标分阶段实施，主要实现顺序控制、设备状态可视化、智能告警及分析决策、源端维护、站域控制、拓扑五防等功能，而未来还会有更多的新技术涌现。

4 结束语

变电站综合自动化发展的新方向就是智能化技术的高级功能应用。现阶段的变电站综合自动化系统无论是改造工程，还是日常维护，针对各种问题，都需要相关人员共同探讨、总结经验，才能不断健全完善变电站综合自动化系统，为功能应用的推广奠定坚实的基础，以能够提升变电站综合自动化技术水平，实现电网系统的智能化、现代化和自动化，确保电网安全、稳定运行，进一步提升变电站的控制质量和水平，从而带动我国经济社会的稳定、健康发展。

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〔编辑：刘晓芳〕

TM76

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10.15913/j.cnki.kjycx.2017.14.011

2095－6835（2017）14－0011－02