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浅谈变电站智能化改造的优势

近几年来,我国提出了建设坚强智能电网的电网发展模式。智能变电站的建设是智能电网的重要组成部分,变电站的智能化是电网智能化的基础。实现变电站智能化主要由两部分组成,一是建设智能化变电站,二是通过变电站的智能化改造把已经运行的常规变电站改造成为智能变电站。

随着我国经济取得了飞速的发展,全球经济形势和能源发展格局的变化,使得清洁能源、可持续发展、节能环保、低碳经济成为世界关注的焦点。电网作为资源优化配置的主要载体,对促进能源开发、提高能源利用效率、优化调整能源消费结构至关重要。依靠现代信息、通信、传感和控制技术,提高电网智能化水平,转变电力发展方式,充分发挥电网资源优化配置作用,已经成为我国能源和电力行业发展的必由之路。常规变电站存在着设备之间不具备互操作性、信息难以共享、系统的可靠性受到电磁干扰等、使得现有变电站的运行不能很好的满足社会生产和生活的要求;另一方面,智能电网可靠、稳定、安全经济的运行目标也对现有变电站提出了更高的要求。

现状

目前我国大部分地方110kV 变电站自动化水平不高,站内设备陈旧,站容站貌差。2008 年的南方雪灾中,曾调研了湖南、广西、云南三省变电站设备的运行情况,在我国的中西部地区很多110kV 变电站依然存在少油断路器,以及一些手动刀闸。通过变电站智能化改造,可以降低变电站设备的操作次数和减少检修工作量,提高设备运行的可靠性,提升运行管理水平。
目标与优势

根据国家电网公司建设统一坚强智能电网的战略目标,把常规变电站经过智能化改造成为具有数字化、网络化、标准化、互动化等自动化程度较高的智能变电站。由于当前存在大量的常规变电站,智能化变电站的建设中重要的一部分是把常规变电站智能化改造为智能变电站。因此,常规变电站智能化改造在智能电网建设中占据着重要的内容地位。
国家电网公司在建设坚强智能电网的智能变电环节中,提出建设智能变电站的目标。一般认为,智能变电站是以数字化变电站为依托,通过采用先进的传感器、电子、信息、通信、控制、智能分析软件等技术,建立全站所有信息采集、传输、分析、处理的数字化统一应用平台,实现变电站的自动控制运行、设备状态检修、运行状态自适应、提高管理和运行维护水平。智能变电站中二次设备和一次设备之间用光纤代替了电缆、用电子式互感器代替了传统互感器、将传统一次设备改为智能一次设备,并且增加了合并单元与智能接口。与传统变电站相比,其结构设计紧凑、布局更加合理,占地面积小。使用价格低、质量轻的光纤,减少了有色金属的使用,有利于环保和节能。为了延长设备使用寿命,提高安全可靠性以及运行维护水平,对设备进行了寿命周期管理。智能变电站吸收了数字化变电站的优点,以数字化变电站为技术体系架构为基础,实现了一次设备智能化、二次设备网络化、信息交互标准化、运行控制自动化、设备的状态检修、经济运行与优化控制和智能告警等功能。
(1)智能化的一次设备是未来智能变电站的重要组成部分。光电技术的应用使其可以实现在线监测、智能控制、数字化接口等智能化功能。
(2)可靠、实时、高效的网络体系是通信系统的关键之一。二次设备的网络化解决了变电站自动化系统内部以及其他系统之间的信息交换。
(3)智能变电站内从过程层到控制中心均采用统一的IEC 61850 规约进行信息交互。变电站内各种设备的信息建模在IEC 61850 规约框架下进行,实现变电站内、外的信息交互和共享。
(4)配有用于监测系统主设备的传感器,采集主设备的各种运行状态特征量,为状态检修提供数据,从而实现设备的状态检修。
(5)如果变电站内主设备发生异常和故障,系统根据已经设定好的参数,对主保护进行保护动作,并记录下该时期发生的时间和情况,提供状态分析报告,给出故障原因及处理意见。
(6)实现优化控制和经济运行,从全网的角度对对电网无功装置进行协调优化控制,提高电压合格率、改善电能质量、实现降低网损、达到系统安全经济运行和优化控制的目的。
智能变电站能完成比常规变电站范围更宽、层次更深、结构更复杂的信息采集和信息处理,变电站内、站与调度、站与站之间、站与大用户和分布式电源的互动能力更强,更加方便快捷的信息融合和交换,更加可靠灵活的控制方式。适应了工业化要求中易改造、易扩展、易升级、维护方便的要求。

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