1 智能变电站二次设备运维系统架构
1.1 智能变电站二次设备配置
构建智能变电站需根据二层网络模式和三层结构模式。这里所说的二层网络主要包括两个部分:1.站控层网络;2.过程层网络。当前,网络通信主要靠DL/T860得以实现,这样每个系统都可以进行独立操作。通常,保护装置可采用直采和直跳这两种方式。测控与计量,包括PMU、录波等均可采用网络方式,以下是二次设备的详细配置。
(1)合并单元、常规的互感器配置,其中合并单元一般布置在户内的保护柜内;
(2)户外控制柜中可配置智能终端设备;
(3)测控装置一般布置在户内;
(4)电气量、非电气量监测装置,常见的有避雷器放电监测、变压器在线监测以及SF6气体密度监测等。
1.2 智能变电站网络架构分析
智能变电站主要采用分布式结构,从逻辑方面来说,其网络架构包括以下组成部分:1.间隔层;2.站控层;3.过程层;4.网络设备。通常,可采用以下两种方案来配置网络,一种是三层一网结构,另一种是三层两网结构,下面分别对这两个结构进行分析。
(1)三层一网结构
三层一网结构主要是融合 MMS 网 、 S V 网和GOOSE网,并将全站所有设备都与该网络相连,利用这一网络可使站控层、过程层的相关设备进行信息的交互。
(2)三层两网结构
三层两网结构可用于划分变电站的网络,一种是过程层网络,另一种是站控层网络,同时该结构还有利于网络设备降低信息传输,使整个系统保持可靠运行。为了使变电站二次设备能够顺畅地运行,需利用MMS网、GOOSE网、SV网进行组合,这样才能满足设备的不同需求。
(3)选择网络结构
通过上述比较可以发现,三层一网结构能够实现对变电站全站数据的共享,并能够减少相关设备的投入,但其具有信息交互困难的缺点,这就降低了相关自动化设备网络的稳定性,且可靠性需要经过进一步验证。
2智能变电站二次设备运维现状
变电站二次设备,包括二次回路想要提高其运行可靠性,必须选择合适的运维模式,常见的有定检、特检、全检。现阶段,设备的规模在不断扩大,再加上各种新型技术的出现,想要快速完成运维检修任务还比较艰难。二次设备运维一般包括监视设备的运行、处理缺陷、定期检修等环节。现阶段,运维检修存在下面几个问题:
2.1在线监视能力不足
对于变电站二次设备来说,当前的状态信息模型并不是很完善,站内二次设备无法对状态信息进行采集上送。与此同时,过程层网络在监控过程中经常会遇到盲区,因此二次虚回路很难呈现出清晰的通信状态,这样就不能对各通信行为进行实时监控。
2.2运行支撑能力不足
二次逻辑功能回路缺少相应的图纸,而且存在较大的运维管理难度。因此,运行人员必须实时监视变电站的运行情况。有些变电站由于没有处理好GOOSE 软压,或存在保护压板误投退等问题,导致相关设备无法维持正常运行。
2.3检修策略有待优化
二次设备主要采用的是粗放式检修,开展相关工作没有参照变电站的各项标准,没有对设备的健康状态信息进行采集和处理,相关技术得不到高效利用。
2.4告警分级分类及信号规范化缺乏研究
二次设备在实际运行当中,由于没有提出明确的规范性要求,导致监控人员不能妥善处理海量告警数据,同时调度中心也没有对设备信息进行分级分类处理。
2.5智能诊断技术未真正实用化
变电站只有在特定场景中才能发挥智能告警、数据辨识等功能,因此必须进一步提高其实用化程度。传统变电站连接电缆采用的是硬连接方式,而智能变电站主要利用的是SCD文件。因此,为了对变电站二次设备进行运维,最重要的就是合理配置SCD文件,尤其应侧重采样回路、跳合闸以及虚端子等方面。由此可见,必须密切监视变电站虚回路,严格管控SCD文件。
3智能变电站关键运维技术
3.1 智能终端和合并单元
在二次设备中,过程层设备主要包括两种,一种是合并单元,另一种是智能终端。需注意一点,不管是合并单元还是智能终端,都需要与一次设备、二次设备相接。智能终端在一次设备中,需通过电缆连接开关设备,然而二次设备主要利用的是光纤。当然,智能终端必须接收两个命令,其一为跳闸,其二为合闸,同时需监视整个回路,这样才能保证回路安全。当然,智能终端也可以自我监视,因此智能终端占据了智能变电站的重要地位,而且这个系统是必不可少的。合并单元需要连接互感器,因此合并单元一旦接受到传感器发出的信号,就会立即进行处理。通常,电子传感器主要包括两个类型,其一为电流传感器,其二为电压传感器。传感器发出的信号必须通过合并单元,这就要求合并单元必须实现数据同步,进而使传感器实现信号同步。当合并单元完成信息的接收与处理之后,必须对其进行传输处理。只有合并单元真正实现了信息共享,整个变电站才能将信息数据顺利地传输出去。
3.2 GOOSE
首先,需要知道将GOOSE网络应用于智能变电站什么位置,由于GOOSE网络的功能就是传递信息,而且这些信息主要由间隔层以及智能终端提供,当然还包括合并单元与间隔层,所以它们决定了GOOSE的功能。其次,智能终端先将信息传输给GOOSE,再传递到间隔层,这样间隔层就能发挥其录波以及检测功能。将间隔层信息传递到智能终端,就能自动进行合闸、断闸。此外,GOOSE也可以将从合并单元中接收相关信息,并将其传递给间隔层,由此实现遥信。总而言之,将GOOSE应用于二次设备,能够快速完成信息的传递,同时一次设备也能够与二次设备串联在一起,这样就能真正实现信息共享,而且也能看出智能变电站应用GOOSE的重要性。
3.3 IDE61850
所谓IDE61850,是指信息传递的相关标准,智能变电站通过应用这一标准,可快速地传递信息。同时,将该标准应用于智能变电站中,有利于数据共享化的更快实现,进而保证变电站获得准确的信息。
3 运维操作的建议
变电站经过更新换代之后,运维操作方面与以往有很大的不同,这就要求工作人员需不断地学习,同时接受相关培训,这样才能做好运维工作。与此同时,电网管理部门也要重点培训工作人员,工作人员上岗之前必须掌握相关技能。其次,变电站涉及较多的设备,只要哪个缓解操作不当,将引发严重的事故,这样就会产生安全隐患,因此工作人员在操作过程应注重自身及设备的安全。工作人员除了要保证变电站能够正常运行以外,还要定期检修变电站设备,通过对设备进行定期检查,发现设备存在的问题,这样才能及时维修,防止发生严重的事故。此外,必须做好设备的保养工作,这样设备才能具备更长的使用年限,同时变电站也能降低其运行成本。总而言之,进行运维操作时,工作人员应当以操作手册为参照,这样智能变电站才能长期运行下去。
结束语
智能电网能否顺畅地运行,必须依靠智能变电站这一重要基石,同时智能变电站决定了电网今后的发展方向。对此,笔者以智能变电站为研究对象,详细探讨了二次设备在运维管控过程中存在的问题,同时运维人员从自身实际出发,总结了相关实践经验,以期能够达到更高的运维管控水平。
参考文献:
[1]何旭,姜宪国.考虑检修策略的智能变电站保护系统可用性分析[J].电网技术,2015,39(4):1 121-1 128.
[2]雷海涛,史兆江.基于变电站“一键顺控”技术的研究及应用[J].电网与清洁能源,2021,37(8):62-67.
[3]张晓瑞,纪陵.智能变电站二次设备在线故障运维平台架构研究[J].华电技术,2019,41(2):1-5.