智能式变电站的建设分析

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tianzhihen1234
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要:智能变电站(smart substation)的定义为: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、协同互动等高级功能,实现与相邻变电站、电网调度等互动的变电站。智能电网中,智能变电站是重要的构成部件,也是供电网络的连接节点以及采集数据的源头,因此智能变电站的建设分析有着十分重要的现实意义。
  关键字:智能变电站;电网;基础;支撑
  中图分类号: U665.12 文献标识码: A 文章编号:
  智能变电站是坚强智能电网的重要基础和支撑,是电网运行数据的采集源头和命令执行单元,与其他环节联系紧密,是统一坚强智能电网安全、优质、经济运行的重要保障,也是实现智能电网自动化特征的主要体现。因此,建设坚强的智能电网已成为我国电力系统行业发展的目标,国家电网提出以下发展战略:一个目标,以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强智能电网;两条主线,技术上实现信息化、自动化、互动化,管理上实现集团化、集约化、精益化、标准化;三个阶段,规划试点阶段、全面建设阶段、引领提升阶段。
  一、概述
  智能变电站就定义而言是使用先进、可靠、低碳、环保以及集成的智能设备,根据通信平台网络化、全站信息数字化、信息共享标准化为基本的需求,实现信息的自动采集、控制、测量、保护、控制、计量以及监测等基本的功能,同时也可根据实际的需要支撑电网的自动控制、在线分析决策、智能调节以及协同互动等多种扩展功能的智能变电站系统。智能变电站还应具备一次设备智能化、二次设备网络化、运行控制等特征。
  智能变电站应以高度可靠的智能设备为基础,实现全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化、应用功能互动化。其基本技术原则如下:
  1、智能变电站设备具有信息数字化、功能集成化、结构紧凑化、状态可视化等主要技术特征,符合易扩展、易升级、易改造、易维护的工业化应用要求。
  2、智能变电站的设计及建设应按照DL/T 1092三道防线要求,满足DL/T 755三级安全稳定标准;满足GB/T 14285继电保护选择性、速动性、灵敏性、可靠性的要求;遵守《电力二次系统安全防护总体方案》。
  3、智能变电站的测量、控制、保护等单元应满足GB/T 14285、DL/T 769、DL/T 478、GB/T 13729的相关要求,后台监控功能应参考DL/T 5149的相关要求。
  4、智能变电站的通信网络与系统应符合DL/T 860标准。应建立包含电网实时同步实时信息、保护信息、设备状态、电能质量等各类数据的标准化信息模型,满足基础数据的完整性及一致性的要求。
  5、宜建立站内全景数据的统一信息平台,供系统层各子系统统一数据标准化规范化存取访问以及和调度等其它系统进行标准化交互。
  6、应满足变电站集约化管理、顺序控制、状态检修等要求,并可与调度、相邻变电站、电源(包括可再生能源)、用户之间的协同互动,支撑各级电网的安全稳定经济运行。
  二、体系结构
  智能化变电站作为变电站的发展方向,主要解决现有变电站可能存在的以下问题:传统互感器的绝缘、饱和、谐振等;长距离电缆、屏间电缆;通信标准等。
  智能化变电站与传统变电站相比,主要需对过程层和间隔层设备进行升级,将一次系统的模拟量和开关量就地数字化,用光纤代替现有的电缆连接,实现过程层设备与间隔层设备之间的通信。
  设备智能化和高级功能是智能变电站的两个重要特征。与基于DL/T860的数字化变电站的三层结构划分(过程层、间隔层、站控层)不同,智能变电站基于设备智能化的发展和高级功能的实现,可分为设备层和系统层,其划分依据是智能变电站的功能特征。
  设备层主要由高压设备、智能组件和智能设备构成,可看作对应于过程层和间隔层,实现过程层和间隔层的功能,
  设备层智能组件是灵活配置的物理设备,包含如下单元:测量单元、控制单元、保护单元、计量单元、检测单元中的一个或几个。它完成变电站测量、控制、保护、检测、计量等相关功能。
  系统层包含自动化系统、站域控制、通信系统、对时系统等子系统,可看作对应于站控层,实现站控层功能。
  系统层完成数据采集和监视控制、操作闭锁、同步相量采集、电能量采集、备自投、低压/低频解列、故障录波、保护信息管理等各项功能。根据变电站电压等级和复杂程度,可以集成在一台计算机或嵌入式装置运行,也可以分布在多台计算机或嵌入式装置运行。
  智能变电站数据源应统一,应能实现数据网络化共享。智能设备之间应实现
  三、间隔层和过程层技术
  智能变电站中,间隔层和过程层一般使用保护测控一体化的装置,而220kV电压等级的母线以及变压器的保护,在过程层使用“直采网跳”的方式,而输电线路和母联的保护在过程层使用“直采直跳”的方式,并建立网络的双重配置模式和体系,实现了智能变电站内输电线路、母联、母线、主变,并且将合并单元、交换机以及智能终端实现双重保护和控制。110kV电压等级的保护,在过程层使用“网采网跳”的模式,而其输电线路、母联以及母线的保护与220kV不同的是,其使用的是单套配置方式,而智能终端和合并单元则是双套配置模式和体系。
  1、直采直跳
  直采直跳的方式要求保护直接采样,而对于单隔间的保护则采取直接跳闸的方式。直采直跳的方式的最大优势在于并不用考虑合并单元采样是否同步,使用插值法可实现采样的同步,另一方面也减少了通过交换机转发报文的环节,从而有效提高了采样信息的有效性,有效避免了由于传输延时抖动产生的对保护的影响。220 kV的输电线路、母联保护都采用“直采直跳”方式,建立了与智能终端与合并单元的连接体系,而保护测控的装置则分别接入站控层以及过程层。
  2、直采网跳
   “直采网跳”的方式则是保护直接采样,而跳闸的命令则是通过GOOSE网络实现的。相对于直接跳闸而言,网络跳闸的方式有效减少了光纤的数量,降低了工程项目的施工中以及后期的维护,在多间隔的保护装置中可使用这样的跳闸方式,但可靠性不如直跳方式。220 kV的母线以及变压器保护装置均采用 “直采网跳”方式。
  3、网采网跳
  “网采网跳”方式,采样的数据以及GOOSE的跳闸数据都是通过网络进行传输的。合并单元要求全站同步,而保护装置在收到采样数据之后以序号的方式进行同步,并实现保护计算。
  五、站控层技术
  智能变电站中的站控层设备主要包括:主机兼操作员工作站、远动通信装置、工程师站、网络通信记录分析系統、保护及故障信息系统工作站、其他智能接口设备等等。宜运用集中或分布协调的方式采集全站实时信息并进行分析计算,实现全站备自投、故障录波等安全自动控制、优化后备保护等功能。宜综合利用变电站全站信息,与继电保护协调互动,优化安全稳定控制功能。
  1、主机兼操作员站
  应具备站内状态估计及数据辨识与处理功能,保证基础数据的正确性,并支持智能调度技术支持系统实现电网状态估计。智能变电站系统自动化的主要人机界面,具有直观、便捷、可靠、安全等特征,符合整个变电站自动化系统的要求和智能化性能的指标体系和模式。
  2、远动通信装置
  远动通信装置站与主机兼操作员站类似,也是使用双机冗余的方式实现通信,并使用智能设备的有关实时的信息,将信息传输到调度中心。远动通信装置可按照服务器的硬件要求进行配置,一般使用UNIX操作系统。此装置因满足三个基本条件:一是应具备网络风暴抑制功能,网络设备局部故障不应导致系统性问题。二是应具备方便的配置向导进行網络配置、监视、维护。三是应具备对网络所有节点的工况监视与报警功能。
  3、工程师站
  工程师站设备是智能变电站自动化系统与相关维护人员进行联系的重要界面,工程师站包括主机兼操作员站的全部功能,同时还能实现对设备的维护以及开发。
  4、网络通信记录分析装置
  智能变电站中配置一套单机网络通信分析装置,则能建立对智能变电站的监控,以及对智能变电站中的MMS、GOOSE、采样值报文等信息进行采集,同时将采集到的信息保存起来,为接下来的数据分析使用。智能变电站中的站控层网络上的MMS以及GOOSE报文信息是通过站控层的网络进行采集,而采样值报文以及其他的GOOSE报文信息则是通过过程层的网络进行采集的。
  5、保护及故障信息系统
  智能变电站中配置一套单机保护及故障信息系统,则能实现智能设备有关的保护以及实现变电站中故障信息的分析和处理,同时通过调度数据网以及调度中心建立连接通信,即能够实现远程的数据查询以及设备的维护,修改远方定值以及实现投退保护。
  6、电能量工作站
  智能变电站中配置一套电能量工作站,并以网络的方式实现变电站内部电能表的表量信心的采集,并将采集到的数据传递到调度中心。宜实现包含电压、谐波监测在内的电能质量监测、分析与决策的功能,为电能质量的评估和治理提供依据。
  7、全站时间同步系统
  智能变电站中配置一套全站时间同步系统,并使用冗余配置的高精度的时钟源,那么在站控层设备使用SNTP实现网络对时,而在间隔层和过程层则使用IRIG-B校对时间。因此,站内采用基于卫星时钟与地面时钟的对时系统,系统层之间可采用IEC61588或SNTP协议对时方式,设备层之间可采用IEC61588或IRIG-B码对时方式,对时精度满足分布式应用功能的需要。
  8、公用接口设备
  当智能变电站在系统中承担区域集中控制功能时,除本站功能外,应支持区域智能控制防误闭锁,同时应满足集控站相关技术标准及规范的要求。智能变电站中配置一套公用接口设备,则可实现非IEC61850智能设备的接入。
  四、建设的重要意义
  1、满足电网发展方式转变的要求
  智能变电站作为智能电网建设的重要环节之一,是电网最为重要的基础运行参量采集点、管控执行点和未来智能电网的支撑点,其发展建设的水平将直接影响到我国智能电网建设的总体高度。新一代智能变电站建设应以“系统高度集成、结果布局合理、技术装备先进、经济节能环保,支持调控一体”为特征,通过电网运行数据的全面采集和实施共享,支撑电网实时控制和智能调节,提升电网运行稳定性和可靠性。
  2、满足公司发展方式转变的要求
  随着公司“五大”体系建设,智能电网对公司管理模式优化的支撑作用越来越重要。公司“大运行”、“大检修”、“大营销”,对智能变电站的发展提出了新的要求。构建“大运行”体系,新一代智能变电站应更好的支撑调度运行业务一体化需要,实现变电站设备监控的统一管理,通过信息流优化整合,与调度系统全景数据共享,提升决策控制能力,提高运行效率;构建“大检修”体系,新一代智能变电站应更好支撑变电站专业化检修、维护需要,实现设备运维、检修一体化;构建“大营销”体系,新一代智能变电站应满足提高营销能力和服务质量的要求,实现变电站计量信息与营销服务系统的精确交互。
  3、满足智能变电站技术进步的要求
  我国在智能变电站研究与建设领域已经取得了很多成绩,但面对新技术、新设备和新工艺的进步,仍有必要加大智能高压设备和智能变电站自动化系统核心技术研究与关键设备的研制,制定技术标准体系和运维管理规定。 开展新一代智能变电站技术研究,在技术研发、科技创新、标准编制、管理优化等各个方面实现突破,推动智能变电站技术创新发展、跨越发展;开展新一代智能变电站技术研究,积极引导国内设备制造企业开展设备研制和技术创新,努力在世界智能电网科技领域引领潮流。
  参考文献:
  [1] 兰金波; 钱国明; 季玮; 王学超. 无锡220 kV西泾智能变电站关键技术[J]. 江苏电机工程, 2012,(02) .
  [2] 申涛,包旻,赵玉成,汤晓石. 数字化变电站的关键技术与工程实现[J]. 电测与仪表, 2010,(S2) .
  [3] 欧阳年会; 杨军明; 赵永火.浅谈荷舍220kV智能变电站[J]. 江西电力. 2012(03).
  [4] 邓敬华. 220kV变电站智能化改造方案分析[J]. 河北电力技术. 2011(06).
  [5] 况骄庭.500kV智能变电站220kV HGIS配电装置设计优化[J]. 电力建设. 2012(08) .
其他文献
前言不管是供电局还是电力公司,在现场检查互感器的时候,都把电流互感器交接时和更换绕组后的现场变比检查试验列为重要试验项目。虽然电流互感器变比的准确度应由制造部门保证,但由于种种原因,现场试验时偶而也能检查出错误(大多是抽头引错)。因此现场变比检查试验成为多年不变的项目。电流互感器工作原理大致与变压器相同,不同的是变压器铁心内的交变主磁通是由一次线圈两端交流电压所产生,而电流互感器铁心内的交变主磁通
期刊
摘要:房屋建筑工程造价控制是一个复杂的过程,特别是在施工阶段,由于种种原因可能会造成的工程款的追加。因此,加强房屋建筑施工阶段造价的控制很关键。本文就房屋工程成本以及材料价格管理进行探讨,以供参考。  关键词:建筑工程;造价管理  中图分类号:TU761文献标识码: A 文章编号:  一、工程造价控制应考虑的问题  (1)有些工程建设项目投入多,规模大,施工时间长,技术要求高,所以必须考虑到项目投
期刊
摘要:随着我国经济和建筑行业的迅猛发展,人们的生活水平和生活质量大幅提高。进一步加强施工中合同的管理成为了现阶段工程造价控制的重要手段。在工程实施的整个过程里面,合同管理成为了控制工程造价方面的关键。接下来,本文将根据笔者多年的经验,从五个大的方面,详细阐述工程造价控制中合同管理的应用,从而可以实现控制工程造价的目的,以最少的投入获得最大的经济效益。  关键字:工程造价控制;合同管理;应用    
期刊
摘要:高层住宅建筑是当今主要城市最普遍存在的建筑形式,是城市空间结构集中的产物。随着全球气候的变暖,世界各国对建筑节能的关注程度正日益增加。人们越来越认识到,建筑使用能源所产生的CO2是造成气候变暖的主要来源。在严峻的形势面前,对城市建设而言,节能建筑成为建筑发展的必然趋势,绿色建筑也应运而生。实施绿色建筑设计,显得至关重要。  关键词:住宅建筑;绿色建筑;建筑设计  中图分类号:TU2文献标识码
期刊
摘要:近年来,公路工程质量问题日益凸显,各种质量通病严重威胁着公路的使用寿命,继而影响着国家及人民对于公路工程的使用利益。加强对于公路工程施工的全方位有效质量管理,成为公路工程建设队伍当前施工工作的重点。本文以公路工程的施工质量管理作为主题,着重从施工队伍意识、工程设计工作、现场施工试验与监管这样三个环节对主题进行了探究分析。  关键词:公路施工;工程质量管理;具体措施  中图分类号: TU71
期刊
摘要:建筑施工的安全管理是建筑工程中举足轻重的一个环节。目前,很多建筑企业或建筑施工管理、技术人员对建筑施工安全管理不够重视,同事也有一些片面的看法。笔者认为,做好建筑工程施工的安全管理,要增强施工人员的安全意识和安全教育,建筑施工安全管理要注重落实,做好安全防护的规范化,做好施工安全管理事后总结。   关键词:建筑工程施工 安全管理落实规范化   中图分类号: TU761 文献标识码: A 文章
期刊
【摘要】:本文通过介绍建设项目IPD模式的定义和特征,对比IPD模式与传统交易模式下工程项目的成本控制,浅析一个IPD模式下工程项目成本控制过程,从而说明IPD模式的优点和原则,使更多的建筑工程管理人员更好的了解和认识IPD模式先进性。  【关键词】:IPD模式;工程项目;成本控制   中图分类号: F406 文献标识码: A 文章编号:  1.综合项目交付模式(IPD)介绍  美国建筑师协会(A
期刊
摘 要:文章论述了怎样提高思想政治工作者的自身素质以及怎样提高思想政治工作者的综合能力进行了全面的论述。  关键词:思想政治工作者 素质 能力中图分类号: D422.62 文献标识码: A 文章编号:  胡锦涛总书记在中央思想政治工作会议上的讲话中指出:“面对新形势、新情况,思想政治工作在继承和发扬优良传统的基础上,必须在内容、形式、方法、手段、机制等方面,努力进行创新和改进,特别要在增强时代感,
期刊
摘要:随着社会体系的发展,人们对精神及物质的层面要求也越来越高,从而对居住环境和生活方式也有了很多的讲究和要求。其中室内设计是对整个室内环境和空间的再创造,像人与自然一样,所有的设计和装饰也都是讲究和谐共生的,在固定的空间里设计出线条柔美、人与环境和谐以及视觉美好的空间布局,是所有现代人的需求;随着科学技术的发展,在室内设计的发展中呈现出很多的新技术、新手段,设计的内容也越来越多样化,效果也越来越
期刊
【摘要】建设单位在工程项目投资管理过程中的作用和应注意的问题。  【关键词】建设单位 实施 工程造价 有效控制  中图分类号: TU723.5 文献标识码: A 文章编号:  一般来说,建设工程项目都具有建设周期长、产品单件性、固定性、生产要素的价格变化频繁等特征,使得建设工程的造价复杂多变,因此,建设单位实施工程造价的有效控制应贯穿于工程建设的全过程。下面根据四机社区水电改造工程的工作经验及一些
期刊