智能变电站自动化系统关键技术研究
黄文霞
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黄文霞,. 智能变电站自动化系统关键技术研究[J]. 能源学报,20214. DOI:10.12721/ccn.2021.157039.
摘要: 近年来,社会发展带动了电力能源需求量的上升,为了实现电网的有效控制,合理调配电力资源,我国逐步开展了智能化电网的建设工作。智能变电站作为当今电网的关键组成部分,其智能化及自动化水平直接影响到智能电网的实际应用效果。本文简要分析了我国智能变电站的建设、研究现状及智能变电站的常见问题,并提出了相对有效的解决措施。
关键词: 智能化;变电站;自动化系统;关键技术
DOI:10.12721/ccn.2021.157039
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0背景

电力网络的组成离不开变电站的支持,近年来,我国在电网智能化改造方面投入了大量的人力、物力和财力,当前,我国智能化电网建设已经取得了显著成绩,尤其以智能变电站的投入使用,加快了我国智能电网建设的规模和速度。近年来,随着变电站自动化系统技术的不断创新,我在智能电网建设方面的技术越发成熟,为适应未来智能电网建设的要求,则需要在智能变电站自动化系统新的设计方案中综合考虑功能分布、网络冗余、信息共享、远程交互等技术的应用,从而促进我国智能电网的进一步发展。

1智能变电站自动化系统新方案的需求分析

现阶段,智能变电站技术的使用推动了我国智能电网建设的大规模开展,然而,为提高我国电网的智能化水平,则需要在现有基础上加快技术创新,具体包括以下几个方面。

1.1系统的安全可靠性

智能变电站自动化系统依靠计算机控制系统实现对电力网络的控制,然而,相比较传统变电站来说,虽然智能化水平得到了一定程度的提高,但是,其可靠性却相对于以硬件控制为核心的传统变电站来说却有着明显的降低。基于保护、测控环节的增加,以及包括过程层合并单元、智能终端、间隔层保护装置的共同作用,以至于系统整体需要一定的时间周期加以响应,从概率学的角度分析,相关环节越多,其可靠性、安全性也就随之降低。因此,智能变电站自动化系统新方案在安全性、可靠性方面有着更高的要求。

1.2信息的全网共享

智能电网的实现,是基于对区域电网数据的共享,计算机网络技术的发展,为大数据的搜集、整理、共享提供了可能,移动通信技术在带宽、容量上的提升,为偏远地区智能电网建设提供了支持。然而,随着智能电网的智能化水平不断提高,需要共享的数据呈指数增加,现有主站、子站间的数据通信网络已经无法满足这一要求,以至于相关数据无法及时完成交互共享。为此,在智能变电站自动化系统设计方案中,需要对现有信息共享技术进行升级,在确保主站与子站之间的信息交互能够更加及时、准确的完成。

1.3系统维护的可视化升级

由于原有二次回路设计得到了一定程度的简化,当前智能变电站自动化系统主要采用了网络虚回路设计的形式,然而,由于该部分无法通过直观展示进行讲述,以至于在掌握相关维护技术方面存在一定的困难,尤其是涉及到智能变电站的临抢修工作,严重影响了检修的效率。在此情况下,则需要从便于维修的角度出发,增强系统维护的可视化,在减少虚端子数量的同时,降低虚端子之间的关联性,使系统的可维护性明显提高。

2智能变电站自动化系统新方案的关键技术分析

基于以上几点需求,在智能变电站自动化系统新方案的设计应当在面向间隔的纵向集成装置实现技术、主站、子站间的远程信息交互技术和智能变电站自动化系统的全境观测技术。

2.1面向间隔的纵向集成装置实现技术

所谓面向间隔的纵向集成装置是在融合了计算机网络技术、合并单元、智能终端、保护、测控等多种技术的基础上,利用高性能应将设备的协同配合,提高对故障的自动响应与恢复能力。高速信息处理技术的使用,实现了现有智能变电站自动化系统的多元信息交互接口设计,通过对不同数据的智能识别,实现网络带宽的智能分配,从而避免了在实际使用过程中因网络阻塞导致的可靠性下降。

2.2主站、子站间的远程信息交互技术

智能电网自动化系统是依托于信息数据的共享而实现的,传统移动通信网络在容量带宽等方面不仅限制了智能电网的发展,也在一定程度上影响了智能电网的安全,使得主站、子站间信息共享效率明显偏低。为此,在需要对现有服务总线通信系统进行升级,除网络贷款扩容以外,还需要利用大数据技术建立从属于主站、子站的数据库,这样一来,不仅加强了主站、子站间的信息共享,也能够通过更为精准的实时数据监控,掌握各站点的工作状态。并且,为保证数据安全,还需要对智能变电站自动化系统进行软、硬件安全系统升级,避免外部网络攻击对智能电网的正常运行造成影响。

2.3智能变电站自动化系统的全境观测技术

大多数智能变电站均处于无人职守状态,因此,对于智能变电站的实际工作情况,都是依靠远程监控实现,只有在发现智能变电站故障时,才会派人前去维修。然而,由于信息交互系统的限制,导致远程监视系统无法满足实际需要,从而影响了对智能变电站故障的及时响应。因此,为实现远程监视的有效性,则需要依托信息交互系统升级的同时,引入远方全境观测技术,提高智能变电站主站对子站的远程监视水平,确保智能变电站运行过程的安全、有效。

3智能变电站自动化系统发展中存在的问题及建议

3.1安全运行管理

随着智能电网建设的深入,自动化网络应用的发展,分布式的应用将会更加深入。自动化系统的安全性很大程度上决定了电力系统运行的安全可靠性。

智能变电站自动化系统在运行时需要对不同的装置信号给以同步的信息处理,这就需要在系统调试过程中实现监控管理的有效性。如果SCD文件被误动将有可能传递错误的保护信号命名,或者是上传信号受到干扰,无法接收,造成信号接收的误动。因此在调节时,调试单位应该设专人记录来SCD文件的变动情况,从而防止SCD文件被错误改动,以达到加强过程跟踪的目的。

为避免监控器的损坏造成的损失,在调试过程中及变电站投产之前应对监控数据和软件备份,在设备更新的同时还应进行监控数据和软件的更新。自动化管理部门和调试单位应该做好进一步的跟踪备份工作,并且进行妥善的保管。

智能变电站通行网络具有规模大的特点,设备的控制等过程都将通过软件进行操作,网络信息安全在自动化系统的应用中占有及其重要的地位。在安全信息防护设施不足的情况下,如果某一个IED遭受到恶意的攻击,将会给系统带来极大的安全隐患。

3.2故障处理管理

当变电站工作出现问题时,将会影响整个系统发电、输电及配电的工作,严重时甚至会造成大面积的供电中断,产生重大的经济损失。所以在实际工作中应制定相应的措施,以减少安全事故的发生。

变电站内自动化系统的设备多,故障的类型也略有差别。为了便于故障的排查,目前变电站内的自动化运行设备通常都带有运行日志,但是设备带有的运行日志格式通常是私有格式,应该使用专门的软件进行查看。

通信故障的类型包括:网口故障造成的网络阻塞、交换机的故障,串口通道的误码概率较高,通信规约的互操作等问题以及远动机因转发表配置错误而造成的测量点错位。在变电站的设备中,通常有自备的用于监视通信报文以及运行状态的调试软件,还可以查找运行的日记,以便筛查通信等故障。

4结束语

经济大发展中,人们的日常生活、工业生产等对电力能源的需求加大,需要电力系统不断提高效率,维护正常供电生产秩序。电力系统的重要组成之一是变电站,功能作用包括电能接收和分配、电压转换、电力流向控制和电压调整等。现代化智能变电站在工作运行中应用自动化控制系统,能够在统一的数据分析和数据计算的基础上,了解输配电工作中电压调整的实际需求。

参考文献

[1]周宇植 , 陈剑 . 智能变电站信息一体化应用[J]. 电子世界 ,2019,6.

[2] 吴毅 , 苟文庆 . 关于智能变电站技术特点的研究 [J]. 科技风 ,2018,09.

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