提高智能变电站自动化系统工程实施效率的思路

提高智能变电站自动化系统工程实施效率的思路

周仲文

广西漓昇电力建设有限责任公司 广西壮族自治区 530000

摘要：智能变电站指的是依托传感器技术、信息技术和通信技术等，以一次设备参量数字化与标准化、规范化信息平台为基础，实现变电站运行的实时化全景监测以及自动化运行控制等，促使变电可靠性得到优化，提高资产利用率，保障电网安全运行。智能电网的高效运行和控制中，智能变电站为核心，发挥着衔接发电、输变电，以及配电等的积极作用，助力电网电力流、信息流和业务流的聚集，推动智能电网更好的发展。

关键词：智能变电站；自动化系统工程；实施效率

中图分类号：TM63

文献标识码：A

引言

近年来，智能变电站的建设越来越多，与常规站相比，智能站在物理连线、通信管理及维护管理等方面更加凸显其智能化，尤其是虚端子的引入取代了常规站中保护测控装置端子排上的电缆接线，相应地，这些给现场继保检修人员在维护调试管理上增加了难度和挑战，同时也是电力建设的变革。

1智能变电站的功能特性

基于智能电网建设和发展的背景分析，作为电网系统的关键组成，智能变电站要适应电网信息化、数字化，以及自动化等发展趋势，进行自我优化和完善。智能变电站应该具备以下功能：

（1）联结全网。从智能电网整个体系构成角度分析，构建智能变电站，对增强整个电网各部分联结的紧密性，有着重要的意义，有利于提高事故预防与控制效果。

（2）支撑智能电网的的发展。智能变电站采用的自动化与智能化技术，在设计与运行方面必须要和智能电网保持一致，增强电网运行的安全性、可靠性，以及高效性等。系统的硬件装置，要注重集成化与优化，保障软件功能得到合理分配。

（3）适应高压输电网架相应要求。随着应用需求的增加，出现高电压等级的智能变电站，为有效应对大容量和高电压等各类挑战，必须要围绕设备绝缘和断路开关等进行优化，支撑特高压输电网架安全稳定运行。

（4）支持分布式电源接入。面向智能电网未来发展，智能变电站要迎接风能与太阳能等大规模接入带来的挑战。这需要围绕软硬件加以优化，达到分布式电源并网且安全运行的需求。智能变电站要围绕继电保护与运行管理，积极优化与调整，达到高水平且安全稳定运行的要求。

（5）远程可视化。积极引入多媒体技术和其他技术，实现对变电站运行状态的高效监控，达到可视化和自动化监测，实现无人值守。

2提高智能变电站自动化系统工程实施效率的思路

2.1集成化

集成化可以说是变电站自动化技术发展的主要方向与趋势。分析整个变电站的发展过程，经历了常规变电站、数字化变电站、智能化变电站，设备与系统的集成化水平不断提高。数字化变电站采用了集成化技术后，全站范围内的数据交互主要利用光线以太网实现。由于变电站层和间隔层间距很长，且数据交换量较大，对实时性有着较高的要求，需实现和外部电网的有效连通。然而系统间隔层和过程层的数据交换，多为变电站内，采取点多点的交换方式。若完全依靠光纤网络，当光纤网络产生故障或者受到其他因素干扰，那么会影响间隔层和过程层的联系可靠性，使得全站自动化受到不利影响。对于上述问题，提出将变电站内部过程层和间隔层一次设备、二次设备一体化、智能化综合集成，适应智能化电网发展。

变电站的设备一体化与智能化集成，指的是除过程层的测量和控制执行等相关功能外，综合集成间隔层保护功能、控制功能与监视功能等，融入到过程高压设备现场，配置综合集成化智能装置，既可以直接作用于一次设备，也能够利用标准化接口并入光纤总线，实现智能装置之间的信息共享。配置的智能化现场测控装置，实际应用时接受全网统一的同步时钟信号，并且对一次设备的各类参数同步参数，比如模拟量与开关量等，依据现行的标准处理，例如IEC61850等，为测量获得的数据打上同步时间标签。

2.2人机协同

智能变电站自动化的发展与创新，适应着智能电网的发展，大量的科技手段被引入，促使变电站的性能、功能，以及自我控制能力得到有效提高。从变电站运行的角度分析，人机协同模式的应用，打造了立体多维化巡检模式，为智能化变电站运行管理提供有力支持。以“重症智能监护仪”为例，其应用于主变套管发热与主变漏油等缺陷的发现与处理，管理者在控制室能够掌握系统运行情况。通过构建可以实现红外测温，并且可以连续监测，为变电站运行维护检修提供缺陷识别与处理依据的系统，促使变电站巡检模式得到优化与创新。管理者利用鼠标操作，能够远程控制监测装备，促使运行维护效率得到提高，达到24h监测的效果。实际应用中可以根据变电站所处的地理环境和气候环境等，选择适宜的防护材料，并且配置电池箱，适应恶劣天气下的监测需求。为了解决实时在线监测问题，配置的无人值守重症智能监护仪，融合数字化技术，实现远程控制功能，依托360°旋转的监护仪，实现对缺陷设备的全面监测，实时上传预警信息，生成曲线反映发热隐患变化情况，为检修作业的开展提供支持。

2.3GIS智能终端柜

110kV配电装置采用GIS全封闭组合电器，部分采用就地化装置，二次电缆由GIS汇控柜至GIS智能终端柜，智能终端集成后用光纤传输的继保室内屏柜内可解决环境、电磁干扰等对保护装置的影响，减少了数据传输环节，提高就地装置的运行可靠性；采用合并单元智能终端一体化装置、整合型测控装置，简化了二次电缆布线，全站集成化水平大幅提升。层次化保护控制系统应用也取得了新突破，实现站域后备保护和站域智能控制策略，突破了间隔化保护控制的局限性，拓展了变电站的智能化应用。智能站终端与常规站调试的异同：过程层交换机组网过程消除断链；光纤标签的要求更加精细；过程层智能终端对时采用光B码对时；增加智能组件柜的调试工作。

2.4虚端子信号故障及处理

智能站在调试或运维中信号误发或拒发等故障时有发生，智能站中虚端子代替物理端子，逻辑连接代替物理连接[。在调试中，核对装置遥信时，若装置无法收到或收到错误信号时，则很大可能是虚端子连线错误，此时，打开SCD配置工具，找到相应间隔装置的GOOSE数据组合配置，根据设计院提供的虚端子表核实连接是否正确，并确认装置发布方所选的虚端子是否与订阅方对应。

以线路智能终端与母线保护为例，虚端子连线中，假设线路接到母线保护的支路6，发布方为IL2201A[220kV线路一智能终端]，订阅方PM2201A[220kV母差A保护]，若发布方将序号为5的带有时标的闸刀1位置（Pos.t）与订阅方的支路6_1G刀闸位置（DPCSO1）相连，母线保护装置就无法收到线路一的刀闸1位置，正确应将序号4相连，类似这种故障很多，除去通信链路、端口订阅、MAC地址及APPID外，一般就是虚端子错误连线。

结束语

综上，未来电网势必朝着智能电网方向迈进，渗透到发电、变电、调度等多个环节，智能变电站的地位与作用随之提升，国家与电力企业应对此加强重视。在实际工作中应明确智能变电站与常规站的区别与优势所在，并对关键技术进行分析，了解站内一次设备、二次设备的特点，并在实际工程中做好安装与调试工作，才可将智能电网的智能调节、自动控制、分析决策等功能发挥出来，促进电网智能化水平提升，在工程领域大力推广应用。

参考文献

[1]高阳，李天豪，王宁，等.基于物联网架构的智能变电站数据管理系统设计[J].物联网技术，2020，10（8）：71-73.

[2]彭志强，周航，韩禹.智能变电站自动化设备透明运维系统构建与应用[J].电力系统保护与控制，2020，48（13）：156-163.

[3]顾林,卢浩.智能变电站若干关键技术研究与工程应用[J].硅谷,2019,4.