常规变电站智能化改造的技术探讨

常规变电站智能化改造的技术探讨

田璐 魏瑞云

内蒙古电力（集团）有限责任公司 内蒙古自治区 呼和浩特市 010000

摘 要：改革开放以来，我国正慢慢由“农业大国”向“工业强国”转变，工业的发展离不开电力的支持，然而在电力供应 方面，我国主要的电力来源还是以烧煤的火电站为主。随着全球气候的改变，人们对环境产生的问题越来越重视，尤其是在 雾霾天气频发的今天，能源电站的转型改造问题也提上了日程。对于现有的常规变电站，为了达到节能减排的目的需要进 行技术的创新，将常规变电站改造成智能化变电站。本文通过对常规变电站与智能化变电站优缺点的分析比较，总结出了 常规变电站向智能化变电站转变的技术方案，以便为后续的技术研究提供参考。

关键 词：常规变电站；智能化变电站；技术改造

一、引言
　　近年来，我国智能化技术飞速发展，在很多领域都有广泛的运用。为了满足国家的电网发展和人们的用电安全，建设智能化变电站显得十分重要。我国是用电大国，用电量还在不断的增加，常规的变电站存在传送电的过程中损耗大，设备检修维护困难，用电安全得不到保障等缺点，所以积极推行变电站智能化就变得十分重要。我国电力公司应该加强研究变电站智能化的改造技术，以此来推进变电站智能化的速度。

二、智能变电站的结构

1、过程层

过程层是智能变电站的重要组成结构，其主要功能是在电力运行过程中对电气量进行实时检测；对正在运行 设备的运行状态参数进行检测；并且通过设备进行对执行和驱动的操作控制。

2、间隔层

间隔层的设备的主要功能是将过程层本次间隔内的数据信息进行实时汇总，并且对一次设备具有保护控制的 功能，对本间隔内的操作具有闭锁功能，具有操作同期控制功能，以及其他的控制功能。同时，优先控制数据信 息的采集、系统数据的统计与预算、总体控制命令的发送。在必要时，还可以采用双扣全双工的方式使用上下网 络接口，以此来提高整体信息通道的冗余度，提高网络通信的安全性与可靠性。

3、站控层

站控层的主要任务有：按照既定规定向调度中心或者控制中心送交变电站运行的相关数据信息；通过二级高 速网络对整个智能变电站的数据信息进行实时汇总，对实时数据库进行不断刷新，并且保证按时登录到历史数据 库进行数据整理；接受由调度中心和控制中心发出的有关控制的命令，并转交给过程层与间隔层，保证命令的按 时执行；可以对整个智能变电站的操作闭锁进行在线编程，有效的控制全站的操作闭锁；对智能变电站内进行当 地监控，具有人机联系的功能；能够有效的对过程层、间隔层的设备进行在线维护、在线组态、同时还可以对设 备的参数进行在线修改；能够科学自动分析变电站内的故障原因；能够进行系统科学的操作培训。过程层的设备 对一次设备与二次系统有着重要的桥梁作用，能有有效的联系两个操作环节；并且能够为间隔层的设备及时提供 一次设备的相关数据。而执行间隔层与站控层都能够对一次设备进行有效的调节与控制。在间隔层中，由设备对 一次设备进行严格的测量、保护、控制、检测、计量，以保证一次设备的高智能化。智能组件具有高智能化的操 作水平，并且集成了过程层的部分功能，并且具有间隔层的测量、保护、控制、检测、计量工作的部分功能或者 全部功能。 智能化一次设备是智能变电站的主要特征之一，这种设备是将高压一次设备和与变电站相关的智能组件进行 有机结合，以保证其科学性与实用性，并且这种有机组合有三种组合方式：第一种方式是在独立运行的高压设备 外部增加相关的安装智能组件；第二种是在独立运行的高压组件的内部嵌入部分智能组件后再在外部增加智能组 件；第三种方式是在独立运行的高压设备内部嵌入相关的智能组件。由此可以看出，智能组件是实现一次设备智 能化的重要组成部分，将智能组件与高压设备有机结合是保证一次设备智能化的关键。

三、常规变电站智能化改造原则与方案
  2.1保护功能压板投退、检修压板的作用
  常规变电站的运行维护是通过“硬压板”的形式推广，有助于对变电站的后台系统实施全面保护。通过了解以往发展案例可知，这种保护方式是在后台界面运行。而智能变电站是通过“软压板”的方式进行维护工作。这种方式只需要工作人员在后台依据屏幕控制台进行操作即可。对计算机网络技术的应用，可以实现智能变电站远程操作与无人值班的工作目标。此外，智能变电站和常规变电站还存在“检修压板作用”的差异性。例如，常规变电站检修班的作用是检查故障信息，预防故障信息影响变电站的站控层。而智能变电站的检修板应用在保护层上，保障检修设施不会出现错误行为，预防电闸错误操作。这一阶段，若检修状态的压板恢复正常，依据对计算机网络系统中相关数据进行科学整合，可以获取明显的标记，以此为装置与设施提供便捷服务。
  2.2通信网络改造

  实现供电系统的可靠性、实时性及安全性是智能化改造变电站的通信网络的基本要求，通常采用网络拓扑结构和信息冗余技术来实现此要求。智能变电站在改造后以“故障弱化”的原则建设其通信网络组网模式。在实施改造时，二次设备须实现更好的智能化，故二次设备大部分的装置需要更换，以确保改建阶段其新旧保护设备可同时工作，改建之后的新通信网络，需要全部换新。
  2.3二次系统的智能化改造
  在常规变电站的巡查工作中，着重于一次设备的巡查，而二次设备的巡查没有相匹配的软件，导致了信息的滞后性。而智能变电站的数据分享则是依靠二次设备来完成的。线路保护、测控装置可以使用一个单元获取的数据进行巡查。测控装置、线路保护等装置的巡查可以在一次设备的巡查中完成，不是不巡查或巡查不到。这些设备一旦出现任何问题，都可以在一次设备中解决，并且不会影响整个变电站的正常运行。
  2.4检修状态压板发生改变
  在常规变电站中，对于检修状态压板的运用主要是对装置故障以及动作信息进行屏蔽，不会传送到控制层。而智能变电站在该方面发生相应的改变，使其便于开展设备检修的工作。通过保护设备、测控设备等部分的配合，在面对保护装置发出跳闸信息时，不会发生开关的跳闸。这时由于智能操作箱没有加用，进而造成两者的状态不符合。
  2.5一次设备改造
  一次设备改造时，如更换本体，应尽量采用智能设备。如不更换本体，只是加装状态监测的传感器，则传感器应用不应影响一次设备的正常运行，且状态监测功能应在智能组件中实现设备状态信息数据的存储和预诊断。本着资源利用的原则，尽量对可靠性和稳定性差的设备进行本体更换，而对运行平稳的设备采取加装状态监测传感器。
  2.6GPRS对应的时间系统差异
  在常规的变电站运行中，GPRS系统的存在主要是为了确保站内时间的统一，及时解决出现的相关问题。而在智能变电站内，GPRS除了这个功能之外，还增加了一个额外的功能：保证站内时间的一致，这一功能的增加提高了站内故障处理的效率。此外，经过改进的GPRS系统还能实现区域站内信息的共享，进而能更好的监控区域内的电力。

结语

我国经济建设的快速发展，电力行业也在不断地加速进步。特别是电力行业的变电站的改造，近年来也 是备受人们的关注。智能化变电站作为智能电网的坚强后盾。利用现有的变电站进行智能化升级和改造，从而达 到变电站运维成本降低、优化资源配置、提升运行指标的效果。

参考文献：

[1]陆超.智能变电站与常规变电站日常维护的差异分析[J].中国高新技术企业，2016（07）.

[2] 舒信.常规变电站智能化改造关键技术应用研究[D].华北电力大学，2015.