關(guān)于智能變電站二次系統(tǒng)優(yōu)化及應(yīng)用分析

喬耀洲 趙曉冬 王 斌 孫大偉

（1.陜西省電力公司渭南供電公司，陜西 渭南 714000；2.陜西省電力公司商洛供電公司，陜西 商洛 726000）

1. 前言

2. 智能變電站二次系統(tǒng)

組成智能變電站二次系統(tǒng)的裝置主要有以下幾種：設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控和檢測設(shè)備、計(jì)算運(yùn)行數(shù)據(jù)設(shè)備、智能自動運(yùn)行設(shè)備、終端智能管理和調(diào)試設(shè)備、電量正常提供保護(hù)設(shè)備以及自動記錄電流和電壓波動數(shù)據(jù)的錄波設(shè)備。這些設(shè)備裝置一同構(gòu)成整個(gè)智能變電站二次系統(tǒng)，若其中一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題或暫停運(yùn)行時(shí)，則可能造成整體運(yùn)行出現(xiàn)巨大變化，其安全性和可靠性均會下降。所謂的二次系統(tǒng)就是對基礎(chǔ)設(shè)備為主的一次系統(tǒng)進(jìn)行各種監(jiān)控和調(diào)節(jié)的系統(tǒng)。兩者通過電流和電壓互感器成為一個(gè)整體，在二次系統(tǒng)的調(diào)節(jié)下，一次系統(tǒng)正常運(yùn)作。在使用智能變電站二次系統(tǒng)之前的變電站由于對互感器的電壓、電流波動情況沒有詳細(xì)記錄，常導(dǎo)致所有的電網(wǎng)信息形成一種比較散亂的狀況[1]。信息之間的共享無法形成且二次系統(tǒng)控制一次系統(tǒng)的電纜安全性無法得到保障。

目前，隨著電子科技的快速發(fā)展，各種新技術(shù)不斷產(chǎn)生并快速更新?lián)Q代，變電站也開始使用新技術(shù)裝飾和完善自己，通過利用光電通信、光電互感器以及一些信息相互交流和合作都非常方面的信息系統(tǒng)不斷的將變電站變成具有高度現(xiàn)代感和智能化的電站，相對于傳統(tǒng)的變電站而言，智能變電站具有以下特點(diǎn)：

提高信息的管理效率。變電站所有設(shè)備數(shù)據(jù)均經(jīng)過數(shù)字化采集和分析整理，能夠察覺所有高進(jìn)度和高密度的數(shù)據(jù)動態(tài)并對其進(jìn)行整理，使信息實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理模式。

設(shè)備管理高度網(wǎng)絡(luò)化。二次系統(tǒng)的所有設(shè)備均通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制和管理，對一次系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制的電纜等設(shè)備裝置被新的信息數(shù)字化系統(tǒng)所取代，僅一個(gè)網(wǎng)絡(luò)就能控制全部的裝置運(yùn)行，降低成本投入，提高整體效益，且系統(tǒng)的整體運(yùn)行均能夠直觀的看到，安全系數(shù)比較大。

具備信息共享和互操作性。傳統(tǒng)的變電站無法進(jìn)行信息共享模式，智能化變電站能夠是系統(tǒng)形成一個(gè)規(guī)范且標(biāo)準(zhǔn)化的模式，使所有信息實(shí)現(xiàn)互操作功能，降低操作難度，同時(shí)實(shí)現(xiàn)更好效益。

3. 當(dāng)前智能變電站主要設(shè)計(jì)理念

（1）互感器為電子形式。一般而言，大侶66kv以下的所有裝置的電纜均安裝在同一專門的開關(guān)柜中，因此若其安裝電子形式的互感器時(shí)就會影響操作，且若66kv以下設(shè)備安裝電子傳感器不但無法減少開支，甚至?xí)黾庸こ淘靸r(jià)，因此，一般66kv以下設(shè)備不是用電子形式的互感器，相反66kv以上的則可以使用。

（2）通過網(wǎng)絡(luò)將所有數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和記錄。智能化變電站一個(gè)最鮮明的特征即為所有設(shè)備呈現(xiàn)數(shù)字化，因此在其數(shù)據(jù)的記錄和分析上同樣適用數(shù)字化形式的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)是變電站對數(shù)據(jù)的最后評判的可靠來源。

（3）綜合運(yùn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。標(biāo)準(zhǔn)的智能變電站設(shè)置的設(shè)備具有三級，且其網(wǎng)絡(luò)一般在兩級以上。因此為了符合要求，在對變電站進(jìn)行智能化是首先要考慮的就是設(shè)置這樣的模式。通過MMS、GOOSE、SV、GOOSE來對間隔層和過程層以及設(shè)備層進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)之間的相互連接，兩兩連接，形成一個(gè)兩級模式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[2]。

4. 優(yōu)化智能變電站二次系統(tǒng)的基本流程

（1）信息集成模式呈一體化模式。過去的變電站在每一個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)記錄和采集中都是根據(jù)對每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行單獨(dú)記錄，一般耗時(shí)比較久且效率低。智能化變電站則通過網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將所有的信息統(tǒng)一為一體，在二次系統(tǒng)對一次系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)、監(jiān)控和保護(hù)時(shí)通過一個(gè)統(tǒng)一的信息集成管理平臺一次性將所以設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和整理分析，使所有信息相互之間能夠具有共享和互換性特點(diǎn)，從而能實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的智能化、自動化整合、分析和管理，實(shí)現(xiàn)對全程全部設(shè)備的集中監(jiān)控和保護(hù)。

人力資源和社會保障部推出的《2017年度人力資源和社會保障事業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》顯示，我國參加城鎮(zhèn)職工養(yǎng)老保險(xiǎn)的農(nóng)民工人數(shù)僅占農(nóng)民工總?cè)藬?shù)的21.6%，參加城鎮(zhèn)職工醫(yī)療保險(xiǎn)的農(nóng)民工人數(shù)占農(nóng)民工總?cè)藬?shù)的21.7%，參加城鎮(zhèn)職工失業(yè)保險(xiǎn)的農(nóng)民工人數(shù)占農(nóng)民工總?cè)藬?shù)的17%，參加城鎮(zhèn)職工工傷保險(xiǎn)的農(nóng)民工人數(shù)占農(nóng)民工總?cè)藬?shù)的27%。目前我國失業(yè)率居高不下的形勢下，農(nóng)民工失業(yè)保險(xiǎn)參保率遠(yuǎn)低于工傷、醫(yī)療和養(yǎng)老保險(xiǎn)參保率，失業(yè)保險(xiǎn)參保概率不足。因此，新生代農(nóng)民工養(yǎng)失業(yè)老保險(xiǎn)作為推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化重要方面，解決好這一問題體現(xiàn)新型城鎮(zhèn)化“以人為本”的發(fā)展核心。

（2）電壓、電流波動記錄和網(wǎng)絡(luò)整合分析集成模式。目前比較常見的電壓

電流波動記錄主要為單一的錄波裝置和網(wǎng)絡(luò)分析報(bào)文，但是這兩個(gè)裝置均各自運(yùn)行，因此當(dāng)需要分析變電站出現(xiàn)故障的具體情況時(shí)需要對這兩個(gè)裝置進(jìn)行統(tǒng)一分析之后才能得出最后結(jié)果。因此通過設(shè)置一個(gè)具備這兩個(gè)裝置功能的設(shè)備來對智能變電站進(jìn)行優(yōu)化，將會取得非常好的效果。將錄波裝置和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析報(bào)警裝置統(tǒng)一起來形成一個(gè)綜合體，當(dāng)變電站出現(xiàn)故障時(shí)，工作人員能夠快速的得出故障具體情況，及時(shí)提取信息并采取處理措施，節(jié)省時(shí)間的同時(shí)，能夠大大的提高工作效率。

檢測控制以及保護(hù)裝置集成模式。檢測控制和保護(hù)裝置在過去的變電轉(zhuǎn)中是分開進(jìn)行的，其操作流程是首先對系統(tǒng)進(jìn)行檢測和控制，在檢測和控制過程中出現(xiàn)故障時(shí)才開始進(jìn)行保護(hù)，兩者之間是先后模式[3]。因此優(yōu)化智能變電站要求將這兩個(gè)裝置統(tǒng)一起來，一同運(yùn)行。通過信息共享形式和網(wǎng)絡(luò)之間多方向的互通性，對系統(tǒng)進(jìn)行檢測和控制的同時(shí)進(jìn)行保護(hù)，降低故障發(fā)生率。

優(yōu)化變電站網(wǎng)絡(luò)裝置。信息化的又一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)即為使用網(wǎng)路設(shè)施。智能化變電站需要不斷的對其網(wǎng)絡(luò)裝置進(jìn)行優(yōu)化，原因在于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的正常運(yùn)行是決定智能變電站能否順利運(yùn)行的決定因素。因此，在優(yōu)化智能變電站的網(wǎng)絡(luò)裝置時(shí)首先要考慮到網(wǎng)絡(luò)裝置知否操作簡單、可行性是否好、實(shí)用性和安全性是否符合實(shí)際需要、其成本投入和最后經(jīng)濟(jì)效益是否呈正相關(guān)等問題，通過制定三合一的網(wǎng)絡(luò)方式使網(wǎng)絡(luò)之間的互換率減少，使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)形成簡潔化形式以及安全系數(shù)較高和控制能夠較強(qiáng)。

優(yōu)化二次組屏。智能變電站在安裝二次設(shè)備時(shí)根據(jù)對磁場環(huán)境的分析之后將所有的配電設(shè)備統(tǒng)一安裝在一個(gè)具有智能性能的控制柜內(nèi)，能夠很大幅度減少電磁感染，節(jié)省更多的屏位和纜材。

總之，智能變電站的二次系統(tǒng)優(yōu)化需要通過進(jìn)行多方面的優(yōu)化，因此在對設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化過程中要根據(jù)現(xiàn)代化要求和技術(shù)支持條件等制定出最經(jīng)濟(jì)最合理的優(yōu)化方案，使其真正實(shí)現(xiàn)優(yōu)化目的。

[1]胡剛,夏勇軍,蔡勇,陶騫,陳宏.智能變電站二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀和展望[J].湖北電力,2010,26(S1):156-157.

[2]楊增力,汪鵬,王豐祥,周虎兵,王友懷,趙嚴(yán)風(fēng).智能變電站二次設(shè)備運(yùn)行維護(hù)管理[J].湖北電力,2010,36(S1):101-102.

[3]婁悅,秦華.220kV 西涇智能變電站二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)研究[J].電力勘測設(shè)計(jì),2011,35(02):201-202.