智能变电站技术的现状与发展趋势研究论文_刘朋

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摘要:随着时代的发展,科学技术水平显著提高,时刻影响着人们的生活。在当前社会中,每一天甚至是每一刻都在诞生着各种各样的科研成果,不同的科技领域随时都可以看到全新成果的身影。在此背景下,我国的电力行业以及电力系统也在不断发生着各种各样的体制变革与机制创新,并且取得了比较理想的应用效果。

关键词:智能变电站技术;现状;发展趋势

引言

智能变电站采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备,以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求,自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能,并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动。智能变电站技术是变电站自动化技术发展中具有里程碑意义的一次变革,对变电站自动化系统的各方面将产生深远的影响,在系统可靠性、经济性、维护简便性等方面均比常规变电站有较大提升。

1智能变电站技术的现状

对智能电网开展体系性的研究工作在我国起步略晚,国家电网公司推出了《智能变电站技术导则》、《变电站智能化改造技术规范》等一系列标准和规范来推进智能变电站的发展。我国对AEC61850系列标准进行翻译,发布和出版了IEC61850系列标准集成系统,期望实现智能变电站硬件集约、功能整合、通用互换和性能可控的应用目标,并能支持IED型式多来源、可选择、易组合、易互换等。根据IEC61850标准,从功能上看,可将智能变电站分为变电站层、间隔层与过程层,并通过网络系统实现3个层次之间的连接。图1给出了近年来我国修建的标志性智能变电站。

图1 我国近年来修建标志性智能变电站一览图

2智能变电站的主要技术

2.1在线监测技术

智能变电站在线监测技术发展到今天,其技术的成熟度已经进入到了一个比较高的水平,已经能够借助智能化的设备完成在线检测,并且检测得出的最终结果也是相当准确,此项技术的重要性已经得到了很好的证明。但是,这并不能够代表在线检测技术就是完美的,还存在着很多的问题与弊端。其中涉及到的一些细节部分,诸如检测开关或者断路器接头等,都还是亟待得到进一步的优化与完善。此外,因为技术水平的局限性,智能变电站的在线技术并没有真正发挥出其原有的全部价值和作用。举例说明:在当前的智能变电站当中,传感器很容易出现不同程度上的损坏,这就会严重影响到检测结果的可靠性。如果任由此问题继续发展下去,原本因为检测器自身的问题而影响到的精确度,在最后很有可能导致数据失真,其后果可想而知。

2.2电子互感器技术

在现阶段的智能变电站的诸多关键技术当中,电子互感技术是最重要的一项基础性技术。我国第一批智能变电站试点工程在实际运行过程中就已经采用了此项技术,其中主要包括光纤式互感器、分压式互感器等。在试点应用过程中表现以下问题:光纤式互感器,如果电流较小,会产生较大的噪音;分压式互感器,其高压传感器部分存在若干电路设备,如果没有外部供电将会停止工作,并且还需要解决电磁兼容的问题。所以,工作人员在使用此项技术时,通常会结合传统互感器和合并单元采样,这样做的目的就是要确保设备在实际运行过程中的安全性与稳定性。

2.3信息管理储存技术

现阶段的智能变电站中,无论是数据采集、储存还是管理,基本上都是在数字化信息平台上面来完成,因此,要想提高数据信息的采集、储存以及管理的实际质量,就必须要确保其拥有良好的故障恢复功能。在智能变电站的信息管理中,数字化平台便是最核心的角色,因为数字化信息平台会统一完成好采集信息、集成、转换、调用以及储存等多项功能。除此之外,数字化信息平台还在变电站的扩展性以及经济性方面发挥着不可替代的重要作用。

2.4接地线安装技术

接地线安装技术是智能变电站电力控制工作中非常重要的一项保护控制技术。接地线安装技术可以说是安装工作中的第一道质量关卡,其影响非常之大,会直接影响到管理人员的生命安全。一般情况下,接地线安装技术通常会使用铜包钢作为主要材料,但是其还是要根据具体的要求来确定深埋地底的深度。

3智能变电站技术的实际应用

3.1电子式互感器的实际应用

电子式互感器和电磁式互感器之间最大的区别就在于电子式互感器具有绝缘性能,而且绝缘结构更为简单一些,这也是电子式互感器自身所具备的独特优势。如果罗氏线圈互感器不包含铁芯,那么电子式互感器的磁饱和与铁磁谐振问题便能够得到有效消除。另外,如果高压侧与低压侧之间只存在光纤联系,那么抗电磁干扰的性能便会得到显著提升。从国家电网在采用电子式互感器的效果来看,其可靠性还有待于进一步提高。其中存在的典型问题便是,如果是在小电流的情况下,全光纤式电流互感器的波形则很不光滑,而且会出现很多毛刺。而电压互感器因为高压传感头部分有电子电路器件,需要外部供电,电磁兼容就需要特殊处理。

3.2智能变电站的高级应用

3.2.1经济运行和优化控制

关于智能变电站技术的高级应用,必须要提到的一点便是无功补偿设备的自动调节装置,借助变压器的重要作用来对其进行优化与控制。其大部分是通过无功、电压的管理,完成智能电网的稳定工作、经济运行和优化控制。无功电压控制一般是把无功电压控制设备安装在站内,然后通过分级或者分层无功电压控制的办法,来确保其和地区电网无功电压协调控制达到最理想的状态。

3.2.2设备状态可视化

关于设备状态的可视化,其最大的优势就在于能够根据不同的监测项目来显示与之相应的监测结果,而且可以实时监测,实时显示。工作人员可以根据特定的监测项目来分析和总结在线监测的结果,并用较为显著的色彩显示超过阀值的项目。通过曲线、音效、颜色、指示灯等效果来综合反映设备的各种状态,进而通过调取监测设备的各种项目曲线以及波形来提供不同历史时期曲线的对比功能。

4智能变电站技术未来发展趋势

1)在对已有的数字化变电站和智能变电站的相关设计、建设与运维成果进行总结提炼的基础上,逐步提升智能变电站的功能,研究并提出新一代智能变电站关键技术,为数字化变电站、智能变电站的改造、扩建和新一代智能变电站的建设等提出可行的解决方案和实现技术。

2)实现在更大范围对电力资源优化配置,提高输变电效率,有效保障电力供应,提高供电可靠性,增强抵御外部物理攻击或自然灾害的能力。

3)大量减少电力系统故障率和人工运维工作量,避免运行人员直接在恶劣状况下进行检修施工,以保障人身安全。

4)采用集成化装置减少智能变电站的用地面积、施工周期、检修停电时间及检修工作量等,减少变电站与外界人员的直接联系,提高供电的可靠性要求。

结语

综上所述,在现阶段的变电站中,智能变电站技术已经得到了越来越广泛的应用,并且在实际运行过程中,智能变电站技术也用自身的实力和优势证明了自己的价值,成为当前最受关注的技术类型。智能变电站技术成功将电力输变技术和现代化信息管理技术有效结合在了一起,实质上是一种集合多种先进技术的有效结合体,它不仅在提升变电站技术向数字化方向的发展进程方面发挥着不可替代的重要作用,更在很大程度上有效降低了电网事故的发生概率,全面提高了变电站的变电效率。

参考文献:

[1]谢明威,姚书航,唐慎佳.智能变电站技术及其对继电保护的影响研究[J].中国高新区,2017,(23).

[2]李倩影,赵瑞,邹磊.智能变电站技术的发展及在沧州电网中的应用[J].内江科技,2017,38(10):23.

[3]张晓轶,吴宏伟.智能化变电站运行维护技术应用与实施要点[J].电子技术与软件工程,2018,(7).

论文作者:刘朋

论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期

论文发表时间:2019/1/7

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