论文部分内容阅读
摘要：随着电网规模的不断扩大及科学技术的进一步发展，智能变电站建设成为了变电站发展的重要趋势。在概述智能变电站的基础上，对智能变电站二次设备整合关键技术进行研究，提出智能变电站间隔层装置全下放方案，并对间隔层装置全下放方案的应用优势进行分析。实践证明，通过智能变电站二次设备整合，可以有效提高智能变电站运行的可靠性、稳定性及综合效益，其间隔层装置全下放方案在节约投资及设备，降低成本，技术成熟便于推广等优势，综合效益明显。
关键字：智能变电站 二次设备 整合 间隔层全下放
一、智能变电站概述
智能变电站指的是通过智能化设备，集成通信网络化、模型与通信协议统一化、运行管理自动化等技术，实现变电站信息采集、信息传输、信息处理与输出过程的整体数字化的一种新型变电站。在智能化变电站设计中采取的是“三层两网”式逻辑结构，其系统结构示意图如下：
图1：智能变电站“三层两网”式逻辑结构
从上图中可以看出，智能变电站“三层两网”式逻辑结构中，三层主要指的是过程层、间隔层、站控层，两网主要包括过程层网络与站控层网络。在智能变电站中，实现了间隔层设备网络化，直接与站控层交换机相连接，提高了信息传输效率。
进行智能变电站二次设备整合，可以减少电缆应用量，节省变电站占地面积与建筑面积，降低投资，提高设备综合应用率，推动智能变电站系统更加稳定、可靠、安全、经济运行。
二、智能变电站二次设备整合的关键技术问题研究
（一）智能变电站保护与测控功能整合
进行智能变电站保护与测控功能整合，可以有效降低屏柜应用数量。为整合智能变电站保护与测控功能，要求在产品设计与开发过程中，实现保护与测控功能合一装置无技术障碍；在进行变电站设计与施工过程中，考虑到当前220KV电压等级多应用双套保险及单套测控设置，在这种环境中应用保护与测控功能合一装置则会增加一定的建设成本，如应用双重化配置保护及测控一体装置，则会在变电站主站系统及后台监控中形成双数据源，并要求主站系统及后台监控系统支持数据源切换，其设计施工难度较大。如仅应用一套保护与测控一体化装置，则其装置无法保证信号采集的完整性，且在装置出现故障或检修时，无法实现测控。综合考虑，在110KV及以下环境中，应用单套保护与测控功能合一装置其技术经济优势明显，应进行推广普及；然而进行220KV保护及测控功能整合，其对当前运行管理模式会带来较大影响，在技术上不够成熟，应加强研究，并进行试点研究。
（二）智能变电站监控系统实现保信子站功能
通过二次设备整合，智能变电站监控系统实现保信子站功能，可以减少一套保信子站系统应用，能够实现变电站智能报警与故障分析等高级应用功能。通过监控系统实现智能变电站保信子站功能，其监控主机应设置自动化与保护专业源端维护，重新规划业务界面。
（三）智能变电站监控实现自切功能
随着网络技术、通信技术及自动化技术的不断发展，智能变电站其运行的稳定性及可靠性不断提高，基础数据采集逐渐完备，为网络自投功能实现提供了技术支持。然而因计算机设备性能与监控采集数据速度等因素的限制，无法保证设备响应速度。网络自切功能要求监控系统可靠性较高，受网络传输性能的影响，无法保障备投动作的快速性及可靠性，为此，在当前技术基础上，不宜在监控后台实现自切功能。
（四）智能变电站监控系统实现低周与低压减载
应用监控系统实现低周与低压减载在当前技术上缺乏可行性，监控系统为秒级应用，受计算机设备及数据采集速度等因素限制，无法保证低周与低压减载动作响应速度；进行低周与低压减载需要应用SV网络数据，然而在智能变电站站控层网络中并不存在SV数据，其计算无法进行。为此，不宜通过监控系统实现低周与低压减载。
（五）智能变电站监控系统实现微机五防
通过二次设备整合，由监控系统实现微机五防，能够从监控系统数据库中获取相应数据，实现了更为全面的防误功能，且防误系统运行的可靠性及实时性获得有效提升；防误系统与监控系统应用同一个数据库，其运行成本降低；进行防误系统更新与维护简单便捷。
（六）智能变电站二次设备工作环境
一般智能变电站为户内变电站，影响变电站运行的主要环境因素为环境湿度与环境温度。随着二次设备运行条件要求逐渐宽松，但仍没有实现完全开放式运行。针对设备室内安装的设备，其运行环境应符合继电保护等相关要求，对于室外安装设备，应将二次设备设置于智能柜中，保证设备在各种环境中安全可靠运行。
三、智能变电站间隔层全下放方案及其优势
考虑到当前多数变电站布置采取户内形式，这种形式为变电站间隔层全下放的设计与实现提供了有利条件。间隔层全下放方案主要如下：35KV电压等级采取间隔层装置下方开关柜方案，并对变电站二次功能进行整合；110KV电压等级在整合优化二次功能的基础上将间隔层布置于GIS汇控柜中；220KV电压等级间隔层全下放方案较为复杂，在整合优化二次功能后，在GIS汇控柜中布置间隔二次装置，针对跨间隔装置则在GIS汇控柜旁进行二次屏柜布置。
以上间隔层全下放方案的设计与实现，缩短了间隔层与过程层通信距离，有效降低光缆应用量，提高了系统运行的可靠性，且间隔层全下放的实现，可以简化二次设备配置，降低变电站投资成本，节约变电站占用土地与空间资源，综合效益明显。
四、结语
伴随着电网规模不断扩大，人们对供电的稳定性、可靠性及经济性提出了更高要求，推动智能变电站建设是变电站发展的主要趋势。本文在概述智能变电站的基础上，对智能变电站二次设备整合的关键技术进行研究。通过二次设备整合，可以有效提高变电站运行可靠性及安全性。提出变电站间隔层装置全下放方案，该间隔层装置全下放方案的设计与实现，可以提高系统运行可靠性与实时性，降低投资成本，综合效益明显，应进行推广应用。
参考文献：
[1]沈长德.智能变电站二次设备整合及间隔层全下放方案探究[J].城市建设，2012，（36）.
[2]云文兵，管婷，张延等.智能变电站二次设备集成优化设计[J].中国新技术新产品，2013，（17）：12-12，13.
[3]朱学科.基于嵌入式平台的智能信息处理子站的研究与设计[D].南京邮电大学，2011.
[4]黃怡毅.智能变电站二次设备的集成整合方案[J].广东科技，2013，22（10）：78-79.
[5]王向平，刘琳.变电站二次系统优化与整合关键技术研究及应用[C].//2012中国国际输配电技术创新与应用交流峰会论文集.2012：232-235.
关键字：智能变电站 二次设备 整合 间隔层全下放
一、智能变电站概述
智能变电站指的是通过智能化设备，集成通信网络化、模型与通信协议统一化、运行管理自动化等技术，实现变电站信息采集、信息传输、信息处理与输出过程的整体数字化的一种新型变电站。在智能化变电站设计中采取的是“三层两网”式逻辑结构，其系统结构示意图如下：
图1：智能变电站“三层两网”式逻辑结构
从上图中可以看出，智能变电站“三层两网”式逻辑结构中，三层主要指的是过程层、间隔层、站控层，两网主要包括过程层网络与站控层网络。在智能变电站中，实现了间隔层设备网络化，直接与站控层交换机相连接，提高了信息传输效率。
进行智能变电站二次设备整合，可以减少电缆应用量，节省变电站占地面积与建筑面积，降低投资，提高设备综合应用率，推动智能变电站系统更加稳定、可靠、安全、经济运行。
二、智能变电站二次设备整合的关键技术问题研究
（一）智能变电站保护与测控功能整合
进行智能变电站保护与测控功能整合，可以有效降低屏柜应用数量。为整合智能变电站保护与测控功能，要求在产品设计与开发过程中，实现保护与测控功能合一装置无技术障碍；在进行变电站设计与施工过程中，考虑到当前220KV电压等级多应用双套保险及单套测控设置，在这种环境中应用保护与测控功能合一装置则会增加一定的建设成本，如应用双重化配置保护及测控一体装置，则会在变电站主站系统及后台监控中形成双数据源，并要求主站系统及后台监控系统支持数据源切换，其设计施工难度较大。如仅应用一套保护与测控一体化装置，则其装置无法保证信号采集的完整性，且在装置出现故障或检修时，无法实现测控。综合考虑，在110KV及以下环境中，应用单套保护与测控功能合一装置其技术经济优势明显，应进行推广普及；然而进行220KV保护及测控功能整合，其对当前运行管理模式会带来较大影响，在技术上不够成熟，应加强研究，并进行试点研究。
（二）智能变电站监控系统实现保信子站功能
通过二次设备整合，智能变电站监控系统实现保信子站功能，可以减少一套保信子站系统应用，能够实现变电站智能报警与故障分析等高级应用功能。通过监控系统实现智能变电站保信子站功能，其监控主机应设置自动化与保护专业源端维护，重新规划业务界面。
（三）智能变电站监控实现自切功能
随着网络技术、通信技术及自动化技术的不断发展，智能变电站其运行的稳定性及可靠性不断提高，基础数据采集逐渐完备，为网络自投功能实现提供了技术支持。然而因计算机设备性能与监控采集数据速度等因素的限制，无法保证设备响应速度。网络自切功能要求监控系统可靠性较高，受网络传输性能的影响，无法保障备投动作的快速性及可靠性，为此，在当前技术基础上，不宜在监控后台实现自切功能。
（四）智能变电站监控系统实现低周与低压减载
应用监控系统实现低周与低压减载在当前技术上缺乏可行性，监控系统为秒级应用，受计算机设备及数据采集速度等因素限制，无法保证低周与低压减载动作响应速度；进行低周与低压减载需要应用SV网络数据，然而在智能变电站站控层网络中并不存在SV数据，其计算无法进行。为此，不宜通过监控系统实现低周与低压减载。
（五）智能变电站监控系统实现微机五防
通过二次设备整合，由监控系统实现微机五防，能够从监控系统数据库中获取相应数据，实现了更为全面的防误功能，且防误系统运行的可靠性及实时性获得有效提升；防误系统与监控系统应用同一个数据库，其运行成本降低；进行防误系统更新与维护简单便捷。
（六）智能变电站二次设备工作环境
一般智能变电站为户内变电站，影响变电站运行的主要环境因素为环境湿度与环境温度。随着二次设备运行条件要求逐渐宽松，但仍没有实现完全开放式运行。针对设备室内安装的设备，其运行环境应符合继电保护等相关要求，对于室外安装设备，应将二次设备设置于智能柜中，保证设备在各种环境中安全可靠运行。
三、智能变电站间隔层全下放方案及其优势
考虑到当前多数变电站布置采取户内形式，这种形式为变电站间隔层全下放的设计与实现提供了有利条件。间隔层全下放方案主要如下：35KV电压等级采取间隔层装置下方开关柜方案，并对变电站二次功能进行整合；110KV电压等级在整合优化二次功能的基础上将间隔层布置于GIS汇控柜中；220KV电压等级间隔层全下放方案较为复杂，在整合优化二次功能后，在GIS汇控柜中布置间隔二次装置，针对跨间隔装置则在GIS汇控柜旁进行二次屏柜布置。
以上间隔层全下放方案的设计与实现，缩短了间隔层与过程层通信距离，有效降低光缆应用量，提高了系统运行的可靠性，且间隔层全下放的实现，可以简化二次设备配置，降低变电站投资成本，节约变电站占用土地与空间资源，综合效益明显。
四、结语
伴随着电网规模不断扩大，人们对供电的稳定性、可靠性及经济性提出了更高要求，推动智能变电站建设是变电站发展的主要趋势。本文在概述智能变电站的基础上，对智能变电站二次设备整合的关键技术进行研究。通过二次设备整合，可以有效提高变电站运行可靠性及安全性。提出变电站间隔层装置全下放方案，该间隔层装置全下放方案的设计与实现，可以提高系统运行可靠性与实时性，降低投资成本，综合效益明显，应进行推广应用。
参考文献：
[1]沈长德.智能变电站二次设备整合及间隔层全下放方案探究[J].城市建设，2012，（36）.
[2]云文兵，管婷，张延等.智能变电站二次设备集成优化设计[J].中国新技术新产品，2013，（17）：12-12，13.
[3]朱学科.基于嵌入式平台的智能信息处理子站的研究与设计[D].南京邮电大学，2011.
[4]黃怡毅.智能变电站二次设备的集成整合方案[J].广东科技，2013，22（10）：78-79.
[5]王向平，刘琳.变电站二次系统优化与整合关键技术研究及应用[C].//2012中国国际输配电技术创新与应用交流峰会论文集.2012：232-235.