智能變電站二次系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)及研究

張大江 馬洪凱

摘要：變電站的主要作用是連接電力用戶和發(fā)電網(wǎng)，常見的核心技術(shù)是在電網(wǎng)運(yùn)行的過程中實(shí)現(xiàn)數(shù)字化控制。如今在極大程度上起到了維持電網(wǎng)安全運(yùn)行的作用。由此可見，變電站的建設(shè)對(duì)于國家電網(wǎng)發(fā)展來說極其重要，這樣才能更好地建設(shè)我國的智能電網(wǎng)。在建設(shè)智能變電站的過程中，二次變電系統(tǒng)是工作人員極為重視的部分，也是實(shí)現(xiàn)變電站智能化建設(shè)的重中之重?；诖耍恼戮椭悄茏冸娬径蜗到y(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)展開論述。

關(guān)鍵詞：智能；變電站；二次系統(tǒng)；優(yōu)化設(shè)計(jì)

1智能變電站二次系統(tǒng)實(shí)踐應(yīng)用中優(yōu)化設(shè)計(jì)的必要性分析

智能理論、智能技術(shù)及電力技術(shù)的合理使用，為變電站智能化水平提升提供了重要的技術(shù)支持，促進(jìn)了智能變電站發(fā)展。實(shí)踐過程中為了實(shí)現(xiàn)智能變電站二次系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，需要對(duì)其優(yōu)化設(shè)計(jì)必要性進(jìn)行分析。具體表現(xiàn)在以下方面：（1）有利于實(shí)現(xiàn)智能變電站實(shí)踐應(yīng)用中的多種技術(shù)融合，增加智能變電站的技術(shù)含量。在進(jìn)行智能變電站二次系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中，將會(huì)對(duì)其二次設(shè)備、狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等進(jìn)行優(yōu)化，并實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)技術(shù)、電力技術(shù)等不同技術(shù)在智能變電站中的融合應(yīng)用，促使其實(shí)踐應(yīng)用中的技術(shù)含量增加，全面提升變電站長期使用中的服務(wù)水平。

（2）有利于完善智能變電站實(shí)踐應(yīng)用中的服務(wù)功能，滿足電力生產(chǎn)計(jì)劃安全實(shí)施要求。智能變電站二次系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，為其朝著智能化、自動(dòng)化及信息化方向發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，促使變電站能夠更好地服務(wù)于電力系統(tǒng)及電力用戶。長此以往，將會(huì)使智能變電站實(shí)踐應(yīng)用中的服務(wù)功能不斷完善，進(jìn)而滿足電力生產(chǎn)計(jì)劃安全實(shí)施要求，減少供電企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

（3）有利于增強(qiáng)智能變電站的實(shí)踐應(yīng)用效果，為電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。新形勢(shì)下電力系統(tǒng)運(yùn)行中受到技術(shù)條件、自然環(huán)境等不同因素的影響，間接地加大了其運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，影響著現(xiàn)代供電企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃實(shí)施中的經(jīng)濟(jì)效益。而智能變電站二次系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，將會(huì)使變電站的組成結(jié)構(gòu)得以優(yōu)化，并使與之相關(guān)的設(shè)施工作效率提高，促使智能變電站的實(shí)踐應(yīng)用效果增強(qiáng)。與此同時(shí)，基于優(yōu)化設(shè)計(jì)方式作用下的智能變電站二次系統(tǒng)，其使用過程將會(huì)保持良好的功能特性，促使電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行能夠得到有效保障。

2智能變電站二次系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

在復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境及電力市場改革過程中，智能變電站二次系統(tǒng)能否處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，關(guān)系著電力系統(tǒng)運(yùn)行效果及供電企業(yè)的生產(chǎn)成本經(jīng)濟(jì)性。因此，需要注重智能變電站二次系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，并明確其優(yōu)化設(shè)計(jì)要點(diǎn)，確保其設(shè)計(jì)有效性。這些設(shè)計(jì)要點(diǎn)具體包括以下方面：

2.1自動(dòng)化系統(tǒng)方面的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

從以往的數(shù)字化變電站逐漸發(fā)展成今天的智能變電站，其中自動(dòng)化系統(tǒng)采用的核心內(nèi)容始終為IEC61850標(biāo)準(zhǔn)體系，該體系所設(shè)定的變電站中的自動(dòng)化系統(tǒng)采取分層分布形式的結(jié)構(gòu)，在邏輯上將其劃分成站控層、間隔層與過程層。目前我國變電站所采用的組網(wǎng)方式大體上有如下三種方式，即站控層和間隔層采用以太網(wǎng)加SV總線加GOOSE總線加B碼對(duì)時(shí)、站控層和間隔層采用以太網(wǎng)加SV點(diǎn)對(duì)點(diǎn)加GOOSE總線加B碼對(duì)時(shí)、站控層和間隔層采用以太網(wǎng)加SV和GOOSE共網(wǎng)加IEEE1588對(duì)時(shí)，再加之保護(hù)直采直跳。在進(jìn)行自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化時(shí)應(yīng)該從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和交換機(jī)配置入手，對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面而言，可以采用如下方案，采取三層兩網(wǎng)的模式，對(duì)站控層和間隔層的MMS網(wǎng)采取雙星型結(jié)構(gòu)，將GOOSE網(wǎng)與SV網(wǎng)實(shí)現(xiàn)合并，并且和IEC61588信息實(shí)現(xiàn)共網(wǎng)傳輸。針對(duì)不同電壓的電網(wǎng)，需要根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)其中的主變進(jìn)線以外單元及測(cè)控裝置進(jìn)行合理配置，并對(duì)交換機(jī)作用下的光口數(shù)量進(jìn)行優(yōu)化處理。與此同時(shí)，在進(jìn)行智能變電站二次系統(tǒng)相關(guān)的自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)其流量控制，增強(qiáng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)可靠性，也需要加強(qiáng)V-LAN方式使用。在注重智能變電站中的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控時(shí)，需要在V-LAN管理方式作用下，將其中的硬接點(diǎn)與交換機(jī)有效地結(jié)合在一起。確保交換機(jī)設(shè)備能夠處于被實(shí)時(shí)監(jiān)控，最終達(dá)到智能變電站二次系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2.2二次設(shè)備功能及配置方面的整合優(yōu)化為了實(shí)現(xiàn)智能變電站長期使用中的信息資源共享，并提高其共享能力，需要結(jié)合智能變電站二次設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用概況，對(duì)其進(jìn)行功能及配置方面的整合優(yōu)化，保持變電站二次設(shè)備良好工作性能的同時(shí)實(shí)現(xiàn)智能變電站信息平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化。因此，需要從以下不同的方面入手對(duì)智能變電站二次設(shè)備進(jìn)行功能及配置方面的整合優(yōu)化：

（1）結(jié)合智能變電站監(jiān)控層的實(shí)際情況，需要對(duì)操作、維護(hù)及其他方面的功能進(jìn)行整合優(yōu)化，促使智能變電站二次系統(tǒng)能夠處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，并使系統(tǒng)運(yùn)行中產(chǎn)生的故障信息能夠得到及時(shí)處理，保持智能變電站良好的服務(wù)功能。同時(shí)，在對(duì)智能變電站的二次設(shè)備進(jìn)行功能及配置方面的整合優(yōu)化時(shí)，需要對(duì)經(jīng)過優(yōu)化處理的智能變電站二次設(shè)備實(shí)際的應(yīng)用狀況進(jìn)行分析，以便為二次設(shè)備使用年限延長提供保障。

（2）實(shí)踐過程中考慮不同電壓等級(jí)的線路及母聯(lián)情況，從實(shí)時(shí)監(jiān)控、保護(hù)功能入手，對(duì)集成裝置進(jìn)行整合優(yōu)化處理。當(dāng)二次設(shè)備功能及配置的整合優(yōu)化處理達(dá)到預(yù)期效果后，智能變電站運(yùn)行中所需的主柜、交換機(jī)等不同設(shè)施的數(shù)量將會(huì)減少，使得變電站的投資成本降低，并逐步實(shí)現(xiàn)二次系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，確保智能變電站使用中能夠達(dá)到電力生產(chǎn)活動(dòng)開展要求。

（3）加強(qiáng)智能變電站的功能特性分析，對(duì)其電源進(jìn)行必要的優(yōu)化處理。實(shí)際操作中應(yīng)根據(jù)自動(dòng)切換裝置的應(yīng)用效果，對(duì)其進(jìn)行性能優(yōu)化，促使其使用中能夠具有良好的自動(dòng)切換功能，增強(qiáng)智能變電站供電設(shè)備的工作穩(wěn)定性。在這樣的整合優(yōu)化處理機(jī)制作用下，能夠使智能變電站二次回路可靠性增強(qiáng)，并降低了設(shè)備投資成本，有利于提升智能變電站實(shí)踐應(yīng)用中的生產(chǎn)水平，并降低二次長期使用中的故障發(fā)生率。

（4）為了實(shí)現(xiàn)對(duì)智能變電站故障設(shè)備中電磁設(shè)備的運(yùn)行狀況實(shí)時(shí)分析，需要注重二次設(shè)備功能及配置整合優(yōu)化處理中故障濾波、網(wǎng)絡(luò)分析儀的針對(duì)性處理。在這種處理方法的支持下，能夠快速地找出導(dǎo)致電磁設(shè)備故障發(fā)生的原因，促使其工作性能得以優(yōu)化，并確保智能變電站二次設(shè)備投資成本的良好經(jīng)濟(jì)性。

3 結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電在人們的生產(chǎn)生活中起到了越來越重要的作用。在第二次工業(yè)革命后人們認(rèn)識(shí)到了電流和電磁的原理。但是如今國家電力發(fā)展越來越迅速迅速，國家對(duì)相關(guān)方面的知識(shí)人才也越來越多。但是就我國目前的發(fā)現(xiàn)狀況來說，我國在變電技術(shù)二次發(fā)展的過程中仍然存在著一些繼續(xù)解決的問題。雖然我國的智能變電站二次系統(tǒng)還在建設(shè)過程中，但是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國的變電站技術(shù)必當(dāng)會(huì)得到不斷優(yōu)化。會(huì)慢慢實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化進(jìn)程。

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（作者單位：國電南瑞南京控制系統(tǒng)有限公司）