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一文讀懂智能變電站“智、能”在哪里?附國網最新技術報告

智能電氣聯盟2020-07-23 14:16:23

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作為電力行業的人,相信大家對變電站一定不會陌生。安靜地坐落在城市一隅,簡單大方的建筑樓、印有國網標示的大門、嗡嗡作響的變壓器,干凈整齊的設備…

你知道什么是智能變電站嗎?智能變電站與常規變電站有何區別?推廣和普及智能變電站的意義又在哪里?

莫急!今天小編就來和大家說說智能變電站那些事兒。

什么是智能變電站?

智能變電站有與常規變電站有相同的地方同時也有差異。首先兩者有著同樣的功能,它們都是電力系統中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調整電壓的電力設施,它通過其變壓器將各級電壓的電網聯系起來。

同時智能變電站與常規變電站也有著明顯差異。在智能變電站時代,常規變電站中一次設備與保護、測控之間的電纜被光纜取代;電纜中傳輸的直流信號(正電壓/負電壓/地電壓)和交流信號(CT、PT二次電流、電壓)被網絡中傳輸的報文取代;過去用于實現保護邏輯的繼電器硬件回路被微機保護裝置中的軟件程序所取代。

下面我們具體從一次設備智能化、二次設備網絡化以及設備檢修狀態化三方面來介紹智能變電站與常規變電站的差異。

智能變電站與常規變電站有何區別?

我們先來看看智能變電站的一次設備區,有沒有眼尖的小伙伴們發現有何不同呢?

沒錯,智能變電站采用了這樣的設備——智能變電站智能終端及合并單元。為了更直觀的理解這些復雜的設備,先上一張簡單的圖。

智能終端:與一次設備采用電纜連接,與保護、測控等二次設備采用光纖連接,實現對一次設備的測量、控制等功能。GOOSE的含義為“面向對象的通用變電站事件”,GOOSE信息主要包括開關/刀閘位置,控制開關位置,異常/告警信號、閉鎖信號等。GOOSE鏈路相當于傳統站中的直流控制和信號電纜,傳輸的是控制指令和信號。

智能終端

合并單元:對于二次轉換器的電流或電壓數據進行時間相關組合的物理單元,凡是需要使用電壓、電流量的裝置(保護、測控),可直接從合并單元發送的SV報文中讀取電壓、電流值即可。SV即為“采樣值”,包括互感器的二次側電流、電壓值。SV鏈路相當與傳統站中的二次交流電纜。

合并單元

接下來,再說說智能站的二次設備網絡(繼續燒腦ing)

先上圖

上圖即為智能變電站常用的三層兩網功能結構。其中有9種接口,分別為站控層、間隔層及過程層之間或層內進行保護、采樣、控制數據的交換。

三層即為:站控層、間隔層和過程層

站控層設備包括:監控主機、數據通信網關、數據服務器、綜合應用服務器、操作員站等;

間隔層設備包括:繼電保護裝置、測控裝置、故障錄波裝置、網絡記錄分析儀、及穩控裝置等;

過程層設備包括:合并單元、智能終端、智能組件等。

兩網即為:站控層網絡、過程層網絡。

站控層網絡實現站控層內部以及站控層和間隔層之間的數據傳輸。

過程層網絡是實現間隔層設備和過程層設備之間的數據傳輸。過程層網絡就包括上述的GOOSE網和SV網。

除了設備和結構上智能化,設備檢修狀態化也屬于一次設備智能化的范疇。智能變電站與傳統變電站最核心的區別之一,就是采用了設備狀態在線監測裝置。

智能化一次設備通過先進的狀態監測手段、可靠的評價手段和壽命的預測手段來判斷一次設備的運行狀態,并且在一次設備運行狀態異常時對設備進行故障分析,對故障的部位、嚴重程度和發展趨勢做出的判斷,可識別故障的早期征兆,并根據分析診斷結果在設備性能下降到一定程度或故障將要發生之前進行維修。

通過傳統型一次設備智能化建設,可以實時掌握變壓器等一次設備的運行狀態,為科學調度提供依據;可以對一次設備故障類型及壽命評估做出快速有效的判斷,以指導運行和檢修,降低運行管理成本,減小新生隱患產生幾率,增強運行可靠性。

在傳統變電站中,只有少數變壓器安裝了狀態在線監測裝置。而在智能變電站領域,不光是變壓器,GIS、SF6斷路器、隔離開關等主要一次設備都需要安裝在線監測設備;狀態監測量也從油色譜擴展到局部放電、SF6氣體密度、微水、漏電電流等多個方面。

推廣智能變電站的意義

以上說了這么多高大上的尖端科技,我只想問一句:

智能變電站到底給用電客戶們帶來有哪些福利呢?

舉例來說,當電網運行方式發生改變時,系統會根據最優原則調整自己的運行方式;當運行設備將要出現問題時,系統會發出預警提示并提供設備的狀態參數;當故障發生后,系統能快速隔離故障、處理故障;當故障消除后,系統能及時恢復送電。

也就是說,智能變電站的全面建設增強了普通民眾生活用電的可靠性!

智能電網是中國當前的一項戰略決策,也是未來電網的發展方向,智能變電站作為智能電網建設的重要組成部分,有著“技術更先進、供電更可靠、設備更集成、生產更低碳、運行更環保”的突出優勢。

(來源:北極星輸配電網,版權歸原作者

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