试论220kV 智能变电站技术特点及其运行管理
2015年3月03日 16:33 作者:金 莹试论220kV 智能变电站技术特点及其运行管理
金 莹 国网浙江省电力公司金华供电公司 浙江金华 321000
【文章摘要】
本文对智能变电站的含义进行阐述，分析了智能变电站系统的基本结构，探讨了智能变电站的技术特点， 并针对智能变电站运行管理提出相关建议，希望可以通过加强维修、更新管理方法等有效措施为220kV 变电运行、检修、维护工作的有效开展提供有价值的参考，保证电网系统故障能够得到及时解决，避免因故障处理不当造成系统运行不畅，影响系统运行的安全性和稳定性。
【关键词】
220kV 智能变电站；技术特点；运行管理
0 前言
近年来，我国的市场经济得到了很大发展，科学技术也在不断进步，数字化通信技术以及网络通信技术均取得了飞速发展，在这种形势下，变电站为了促进工作效率的提高，有效减少能源消耗，开始在电网建设过程中广泛采用智能化技术。智能变电站属于智能电网的关键组织部分，变电站必须要以功能集成化、检修状态化、设备信息化以及结构紧凑化作为主要发展目标，并向着高效运行维护电网的最终目标奋斗。
1 智能变电站的含义
综合分析《智能变电站技术导则》中关于智能变电站的定义，智能变电站一般具备信息共享标准化、通讯平台网络化以及全站信息数字化等基础要求，通过使用各种可靠、先进、环保、低碳的集成化设备以及智能化设备，实现对信息数据的自动化采集和控制，开展科学的数据计量工作和测量工作，对相关信息资料进行检测， 提供有效保护。智能变电站可综合分析具体需要，为电网的自动化控制以及在线分析决策等提供有效支持，针对电网系统实施智能调节，充分发挥协同互动等高级功能。
2 智能变电站基本结构分析
智能变电站的系统结构一般包括站控层、间隔层以及过程层这三个方面，三个层别通过光缆实现联系。
2.1 站控层
站控层一般由多个子系统共同构成， 不但包括通信系统和自动化系统，同时还包括对时系统和站域控制系统等。站控层通常依靠光线实现与间隔层之间的有效通讯，站控层的功能和计算机系统的站控层具备的功能基本相同。智能变电站站控层不但拥有远程监测以及操作闭锁的功能，还能实现对电网系统工作的实施控制，可以对相关运行信息进行实时记录， 并实施自我诊断等。
2.2 间隔层
间隔层通常指的是继电保护装置、测控装置以及故障录波等二次装置，间隔层一般使用一个间隔的数据，同时作用于使用间隔的一次设备，能够实现与不同形式的远程输入、远程输出、智能传感器以及控制器的有效通信。
2.3 过程层
过程层一般由智能化的一次设备组成，这些设备不但包括复合传感器和基于罗科夫斯基线圈的TA，同时还包括接地开关、隔离开关以及分压型VD 等，断路器也是其中一个重要设备。以上设备类型中， 复合传感器、基于罗科夫斯基线圈的TA 和分压型VD 是影响过程层智能化的重要因素。
3 智能变电站技术特点
3.1 分级控制技术
分级控制技术作为一种分布式控制方法，一般应用在站控层、间隔层和过程层中，该技术与国家电力安全标准相符， 要求在不同层别以及安装智能化控制设备以及智能化处理装置，保证不同层别具备相对的独立性，通过这种方式促进不同层别设备控制能力的提升，增强控制有效性，采用分级调节控制的方法促进智能变电站潜在风险的降低。
3.2 控制终端
采用计算机控制终端，能够针对变电站提供一个高智能的大脑，提高其计算能力以及指挥能力，方便变电站按照不同采集数据资料对系统故障实施全面分析和评估，同时针对故障类型进行科学的指令下达，促进突发事件处理效率的提高，及时控制和解决系统故障，避免因为故障处理不当引发严重的损失。
3.3 光纤技术的应用以及电力装置的集成化
在智能变电站中应用光纤技术，能够促进信息传输速度的大幅度提高，保证数据采集工作能够顺利开展，为信息传递及交流提供良好条件，有利于各层充分发挥其对于局域网的管理作用，确保过程层、间隔层、站控层之间的数据资料能够进行畅通传递，有效提升信息传播速度。此外，光线技术的应用还可以促进数据信息传输稳定性的提高，保证信息传输的可靠性。近年来，数字化信息技术水平得到很大提高，智能变电站在电力监测、管理以及控制设备上也慢慢走向集成化，有效缩小了机械设备的占地面积，减少施工耗时，节约成本，推动电力装置及时进入服务状态。
3.4 间歇性分布式电源接入技术
随着市场经济的不断发展和人民生活水平的日益提高，大家对于环境保护的重视度越来越高，越来越多的人开展建立低碳意识，使得太阳能、风能等清洁性能源逐渐在生产生活各个领域得到推广应用。然而，因为自然条件等的影响，很容易造成新能源使用过程中出现严重的波动问题，因此，假如我们不经任何处理就将能源介入电网，很容易干扰电网的稳定性，不利于保证电网的可靠、持续运行，可能会降低电网运行的安全程度。要想有效避免以上问题，我们一定要不断加强变电站智能化建设，通过采用柔性并网技术， 针对太阳能以及风能等清洁性能源实施有效监督控制，尽量缓解能源的不稳定性给电网系统带来的不利应用，以便促进电网运行安全性以及可靠性的提高，推动电网的持续运行。
图1 智能变电站设备管理示意图4 智能变电站运行管理措施
4.1 智能变电站运行管理
跟过去的变电站相比，220 kV 智能变电站通常选择的设备相对比较先进，管理方法也比较科学和有效，能够针对电网开展有效的设备监测工作，充分发挥其风险预测功能，为相关管理决策工作提供有效参考，达到辅助决策的目的，促进设备管理模式的科学优化。图1 为智能变电站设备管理示意图。
因为目前我国电力系统中大多数电力系统仍然沿用的是传统的人工值班、定期实施设备检修的设备管理模式，存在一定的局限性，较容易出现人工操作失误现象，同时工作效率也比较低。为了保证智能变电站能够持续、稳定、安全工作，我们必须要从以下几个方面开展有效的智能变电站运行管理：其一，重视智能变电站检查维修工作，充分利用顺利控制系统以及工作票自动管理系统，实现设备及网络安全措施卡的自动化生成，通过采用各种安全隔离方法，避免意外事故的发生；其二，针对工作票自动管理系统，应确保系统能够按照调度员发出的制定以及系统具体安排，完成对维修工作内容以及维修程序的自动化生成；其三，采用实时分析诊断方法，科学应用在线监测技术，针对智能变电站内重要机械设备的具体运行状况实施有效监测。
4.2 智能组件的巡视维护管理
智能变电站通常会在过程层以及间隔层中大量使用光缆，进而完成连接工作，使智能设备的耦合度能够得到有效提高，促使智能变电站的二次设备在退出过程中能针对其他设备发挥较大影响。此外，因为保护设备不再具备硬压板，所以， 一般通过使用设备内部的软压板实现对装置的隔离处理，造成装置运行安全程度发生下降，不利于保证装置的可靠性。因为智能终端要求实施开关刀闸信息采集， 对相关测控装置以及保护设备进行科学分析，研究合并单元，所以这些设备如果出现故障，就很容易引发严重的不良影响。所以，在对智能变电站实施维护的过程中，必须要重视对二次设备的巡视工作，尤其是要加强智能组间维护，保证智能变电站的二次设备可以有效运行和工作。结合具体工作实践，建议从以下几个方面加强组件维护：
首先，针对后台机保护功能压板、出口压板、装置压板的投退状态进行有效检查，保证其处于正确的状态，观察电流、有功以及无功数值是否存在异常，是否与保护装置的显示数值保持一致；其次，针对智能终端、合并单元以及保护装置及其他装置的指示灯进行全面检查，保证显示灯正常工作，避免出现通信状态异常现象； 再次，针对室外智能终端箱进行深入检查，保证密封良好，避免终端受潮，确保箱内温度以及湿度处于正常范围；最后，针对光纤接头的连接状况进行检查，确保光纤不能出现打折或者破损问题，保证备用芯防尘帽不存在破损以及脱落，密封状态良好。
5 结束语
随着市场经济的不断发展和科学技术的日益进步，智能电网的运行优势开始得到良好体现，未来电网的发展必将会以智能电网作为主要方向。针对智能电网的运行，智能变电站能够发挥核心作用，智能变电站建设水平与智能电网的发展状况息息相关，要想促进电力系统的持续健康发展，就必须要高度重视智能变电站的建设以及发展，促进智能变电站逐步走向完善，充分发挥电力系统应有作用，为我国国民经济的发展提供支持，为人民群众的日常生活提供优质服务。目前我国的智能变电站仍停留在初级发展阶段，智能变电站建设发展过程中仍然存在不少缺陷以及不足，我们必须要在今后的日子里不断加强智能变电站研究工作，全面推动智能变电站的发展进步。
【参考文献】
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[3] 张义平, 万斌. 数字化变电站的状态检修与状态监测探讨[J]. 中国新技术新产品,2010,18(11):124- 125.
【作者简介】
金莹（1982—），女，辽宁鞍山人，本科，工程师，研究方向：变电运维。
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