摘要：在智能电网中，35kV变电站属于一个非常重要的环节，由于其具有分布广泛、建设量大的特点，不仅要考虑其经济性，还要考虑其是否可以高效、安全、可靠、智能地运行。当前并没有现成的建设模式和设计规范可以作为建设该等级电压的智能变电站的依据，因而本文提供了一个电压为35kV的智能变电站集成化建设模式，并从不同角度对比分析了不同类型的智能变电站建设模式。
关键词：智能变电站；集成化；建设模式
引言：随着我国电网系统不断发展,提出了智能电网的概念,旨在通过先进的测量和传感技术、设备技术、控制技术等技术的实际应用,提高电网的安全性、可靠性、高效性,并相应实现经济、环境友好等目标。智能变电站是智能电网的重要基础组成之一,不同电压等级的智能变电站在智能电网中发挥着不同的作用,以保障智能电网的正常、平稳运行。其中,5Kv智能变电站作为智能变电站的基础,其建设成功与否将对智能电网建设产生巨大影响,故而需对其进行细致的讨论。
1现阶段智能变电站建设模式概述
1.1智能变电站在智能电网中实际作用分析。智能变电站作为智能电网的基础设施,将网络化的通信平台、数字化的全站信息平台、以及标准化的信息共享作为基本运行要求,通过低碳环保、先进可靠、集成的智能设备,可自动完成相关信息的计量、测量、控制、保护和采集等多种智能工作任务,并可根据智能电网的实际需求,提供协同互动、智能调节、在线分析决策、自动调节控制等较高级别智能功能。就目前我国智能变电站建设基本模式而诺言,主要包含两种基础建设模式,其一是智能变电站数字化建设模式,其二是智能变电站分散分布式建设模式。
1.2智能变电站数字化建设模式分析。智能变电站数字化建设,是指在通信规范的基础上,借助变电站内部智能化一次设备和网络化二次设备,实现变电站内部的多种电器间的操作、信息互相的变电站建设模式。数字化智能变电站内部结构较为复杂、需求智能设备数量较多,虽然在某种程度上可以达到智能变电站的相关要求,但其建设成本相对较为高昂。并且此类变电站在建设过程中,要求每个间隔中的设备满足功能相互要求,且可完成保护测控相关工作。此外,还要求其故障录波、保护、计量等能够质量分析等工作,也要相互独立。总而言之,数值化智能变电站在一定程度可实现智能变电站的运行要求,但对建设设备和技术要求较高,建设成本相对较高。
1.3智能变电站分散分布式建设模式分析。智能变电站分散分布式建设模式,是我国电力公司针对10Kv级以上电压级别的变电站推出的标准建设模式。分散分布建设模式在建设过程中选用“直采直跳”的形式,采样数据同国规定标准传送,基于间隔进行保护,并通过面向对象相应通用的事件方式,完成状态量的传输工作。分散分布式建设模式使用网络化数据相关站级完成对控制的保护,并在线监测间隔层设备。使用智能变电站分散分布式建设模式的优势表现于,可使自动化系统相关间隔层整体实现测控两套系统以及自动化保护的功能,并且这种保护功能无需网络维持其可靠性。但从实际应用角度分析,此类建设模式及其优势,更适用于电压等级相对较高的智能变电站建设。此外,该建设模式的建设成本同样高昂,与5Kv智能变电站建设的经济性要求相悖。
2 智能变电站的集成式建设模式
以一种国家电网的35kV智能变电站集成式建设模式为例，这个模式依旧遵循规定标准的两层网络和三层设备来开展设计。其站控层是以设别管理、五防和监控为一体的，并与环境监测、视频监控、安防系统进行协同管理，用两台主机在间隔层来代替全站进行保护，可以同时扩展站域智能后备保护、录波、备自投、计量、接地选线、电压无功控制、母差等各项功能，还能用就地智能化装置在过程层替代简单保护、状态检测组、智能终端、合并单元等设备。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.1国家电网的集成式智能站站控层设备
按照国家电网的要求，在35kV变电站主要包括的站控层设备有运动服务器、对时系统以及监控主机等。监控主机可以实现设备检修管理、电能质量分析、故障波形分析以及一体化五防管理等诸多功能，也能完成变电站运动信息的报表管理、历史信息记录、控制和显示的功能。究其主因，监控主机是由多功能工作站配置、双机配置以及单机配置的。运动服务器、对时系统则能按照实际的情况在站域集成以保护主机内部，从而实现调度信息交互、站内不是设备的接入以及全站时钟管理维护的功能；站控层网络既可以由双网设计，也可以由单网设计。
2.2国家电网的集成式智能站间隔层设备
按照国家电网的要求，在35kV变电站的间隔层设备应该要涵盖按间隔布置和集成站域保护主机的数字式电能表。集成保护主机不仅要实现电能质量监测、全站故障录波、VQC等系统优化控制、部分站域智能后备保护等各项功能，还要完成全站各间隔的保护，这是全站设备控制的核心；要想确保运行的独立性，各数据间互不干扰，并保障系统的安全，还需两台主机能够同时并列运行，并采用双机冗余配置；数字式电能表在进行电量积累时应能够直接接收到来自网络的数据，还能够按照制造报文规范以完成同变电站层设备之间的信息交换。
2.3国家电网的集成式智能站过程层设备
按照国家电网的要求，该集成式智能站的过程层设备还要有状态传感器或监测设备、就地智能化装置，并且其中的状态传感器可以实现实时在线健康监测一次设备。另外，就地智能化能够完成状态监测、合并单元以及智能终端的主IED功能。在过程层网络中，既可以采样值和GOOSE独立组网，也可以GOOSE同采样值合并组网以最终形成双网冗余的方式。并且，要想在时钟异常后还能使全系统的保护功能不受到影响，就要采用光纤点到点的方式同步对时网络。
3 智能变电站的集成式建设模特点
这种模式是按照实际35kV变电站的需要来整合很多的功能与设备，能够有效降低网络复杂程度并减少设备的数量。例如在过程层中，由于使用光缆连接二次设备，并且一次设备是通过每间隔配置的一台智能化装置就地连接的，不但功能完整而且接线比较简单。由于采用了统一的硬、软件平台，使得变电站的智能设备可以在现场进行编程，这样在现场既可以增加功能，又可以对其进行灵活调整，稳定、快捷、简单。不但极大地降低了培训成本、调试成本和设备成本，同时也采用了双重冗余配置以保护重要网络或设备，最终使二次系统的可靠稳定能够得到确保。另外，该模式也采用了电子式互感器以及光纤等新型材料和装置，极大地优化了电缆设计、设备占地等问题，不但大幅降低对二次设备的电磁与功能兼容要求，也改善了对变电站的电磁环境要求，从而间接地降低了有关二次设备的成本。
4结束语：
通过集成化的手段，35kV集成式智能变电站建设模式不仅降低了变电站的投资、增加了变电站的可靠性，也有效地实现了智能变电站所应具有的功能。可以说35kV集成式智能变电站的建设模式是一种较为合理、经济、可靠的选择。
参考文献：
[1]宋祺鹏,盛万兴,王金宇,王金丽,杨红磊. 35kV智能变电站的集成化建设模式[J]. 电力建设,2011,11:45-47.
[2]陈辉,夏晓竹. 35千伏智能变电站在线监测与状态检修[J]. 硅谷,2014,21:69-70.
[3]宋祺鹏,梁英,王金丽,方恒福,寇凌峰,乔琨. 35kV智能变电站集成化技术及应用[J]. 电网与清洁能源,2014,03:54-58.
[4]. 国内首座35千伏移动式应急智能变电站在重庆投运[J]. 变压器,2013,11:68.
论文作者:李君娅
论文发表刊物:《电力设备》2017年第5期
论文发表时间:2017/5/27
标签：变电站论文; 智能论文; 设备论文; 模式论文; 电网论文; 功能论文; 间隔论文; 《电力设备》2017年第5期论文;