數(shù)字化變電站技術(shù)應(yīng)用

孫曉國

摘要：當(dāng)前計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平的不斷提高，變電站數(shù)字一體化已成為下一個建設(shè)趨勢。數(shù)字化變電站建設(shè)前提是信息平臺的統(tǒng)一化，在此基礎(chǔ)上跟傳統(tǒng)變電站相比，大大提升變電站的轉(zhuǎn)化效率，也同時為系統(tǒng)的運行提供了更高的安全性與穩(wěn)定性。本文簡要分析數(shù)字化變電站的優(yōu)勢、實際運用以及當(dāng)前所面對的一些難點與對應(yīng)方法，期望為數(shù)字化變電站的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化;變電站;技術(shù)應(yīng)用

1前言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新型電網(wǎng)技術(shù)逐漸被應(yīng)用于全球的電力設(shè)施中，大大提升了電網(wǎng)建設(shè)的現(xiàn)代化水平。數(shù)字化變電站的應(yīng)用更是處于無可替代的地位。數(shù)字化變電站的廣泛運用使得電網(wǎng)建設(shè)的成本降低，與此同時，也有利于提高電網(wǎng)調(diào)度的可靠性，也是整個數(shù)字化電網(wǎng)得以運用的最基礎(chǔ)技術(shù)。我國的電力行業(yè)也因此不斷發(fā)展，進(jìn)入新的發(fā)展階段。

2數(shù)字化變電站的優(yōu)勢

2.1建立統(tǒng)一信息平臺

數(shù)字化變電站采用統(tǒng)一的通信標(biāo)準(zhǔn)IEC61850接入變電站的通信網(wǎng)絡(luò)，是將變電站的測量、運動、計量和保護等系統(tǒng)投入到同一個通信網(wǎng)絡(luò)，以此實現(xiàn)變電站內(nèi)部的不同設(shè)施系統(tǒng)之間信息的共享與交流。在傳統(tǒng)的變電站中，不同功能要建立不同的管理系統(tǒng)，然而數(shù)字化變電站的原理是使用同一個通信網(wǎng)絡(luò)來接收電流電壓和狀態(tài)等信息進(jìn)而發(fā)出控制命令，無需建設(shè)多個系統(tǒng)，避免了設(shè)備的重復(fù)，真正實現(xiàn)了統(tǒng)一化的變電站信息平臺建設(shè)。普通變電站在升級成為數(shù)字化變電站的時候也無需大改，只需在通信網(wǎng)絡(luò)里加入新增設(shè)備，如此也縮減了變電站的壽命周期成本[1]。

2.2增加變電站安全可靠性

傳統(tǒng)變電站與數(shù)字化變電站相比，傳統(tǒng)型所使用的信息系統(tǒng)不統(tǒng)一，處理信息時較為復(fù)雜，主要因為使用的二次設(shè)備技術(shù)比較老舊，多為傳統(tǒng)的互感器。電子式電流互感器與之相比，有著無磁飽和現(xiàn)象、響應(yīng)的頻率范圍寬、精確度高等等優(yōu)點。電子式電壓互感器不僅測量的準(zhǔn)確度高，而且同時解決了傳統(tǒng)電壓互感器有時會出現(xiàn)的鐵磁諧振問題。并且由于低下的技術(shù)水平，傳統(tǒng)互感器沒有實時監(jiān)察設(shè)備運行情況的能力，排查設(shè)備問題大多數(shù)依靠人工，而且必須停下大量相關(guān)設(shè)備才能進(jìn)行檢修。數(shù)字化變電站則具備完善的自檢能力，一旦出現(xiàn)通信故障或互感器出現(xiàn)故障，保護裝置就會因收不到相應(yīng)的正確數(shù)據(jù)，進(jìn)而直接判斷出互感器異常，并能及時地自動報警，減少了不必要的變電站損失。

2.3減少設(shè)備維護成本

由于所用設(shè)備存在質(zhì)量問題，傳統(tǒng)的變電站在工作強度較高時容易損壞。一旦設(shè)備損壞不能及時自我診斷時，就要投入大量的時間、人力和財力進(jìn)行維修，工程量很大。傳統(tǒng)變電站不僅僅只在設(shè)備損壞時進(jìn)行必要的維護，還需要定期進(jìn)行停電校驗，來保證繼電保護整定值正常。每次停電都會影響變電站的常規(guī)進(jìn)度。按期維修工作量大，維修本錢高，花費大量的人力財力。進(jìn)行斷電檢查后，還需要專員對校驗信息進(jìn)行統(tǒng)計分析，設(shè)備常規(guī)檢查量大[2]。數(shù)字化變電站是一個自動化的全面檢測程序，通過電子設(shè)備實現(xiàn)信息的采集和收納，不再需要大量的人力進(jìn)行校檢和數(shù)據(jù)歸納。

3數(shù)字化變電站的主要應(yīng)用

3.1計算機保護功能

應(yīng)用自動化技術(shù)不僅能有效地對計算機進(jìn)行保護包括電氣設(shè)備，以及各種自動化設(shè)備，變壓器，母線等。實際運行變電站的過程中，系統(tǒng)的連接，同時也有禁用記錄和存儲的功能，仍然接收控制指令，以此對設(shè)備運行發(fā)生故障的原因進(jìn)行深入的研究。以此做出正確診斷和治療，完成固定值和調(diào)整校對時間的任務(wù)。

3.2系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集與處理

實現(xiàn)自動化技術(shù)的另一個重要任務(wù)是從系統(tǒng)的運行中收集和處理數(shù)據(jù)。它的主要數(shù)據(jù)采集和整理工作是面對系統(tǒng)的脈沖、狀態(tài)和模擬。系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集與處理主要包括跳閘、預(yù)告信號等方面。系統(tǒng)仿真的數(shù)據(jù)采集與處理主要包括電壓、電流仿真的數(shù)據(jù)采集與處理。

3.3自動診斷與控制功能

自動化在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用可以實現(xiàn)程序本身的自動化，進(jìn)行診斷和檢驗，根據(jù)診斷成果進(jìn)行系統(tǒng)維護，執(zhí)行使用動態(tài)診斷功能時，可以判斷和顯示系統(tǒng)的具體缺陷位置，為系統(tǒng)維護提供幫助。另外，該技術(shù)的應(yīng)用也可以保證系統(tǒng)的正常運行、操作控制自動化的實現(xiàn)，相關(guān)人員可以在其中工作的系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。此外，對跳合閘現(xiàn)象也實現(xiàn)了自動性能考慮，避免因系統(tǒng)意外發(fā)生故障而使用相關(guān)設(shè)備癱瘓影響變電站的正常運行[3]。在這項技術(shù)的支持下，基本實現(xiàn)了即使系統(tǒng)出現(xiàn)故障，操作員仍然可以依靠自動操作使系統(tǒng)正常運行。

4數(shù)字化電站建設(shè)中的存在困難

4.1技術(shù)人員專業(yè)技能不足

在數(shù)字化變電站的使用中，使用了大量的新型設(shè)施和技藝，過去的舊操作系統(tǒng)被部分裁汰，設(shè)備的維護方法、對應(yīng)的故障解決方法也發(fā)生了變化。電站設(shè)施運行更看重精巧設(shè)備的操作，減少了人力財力的投入，對技術(shù)人員的職業(yè)水平也發(fā)起了新的挑戰(zhàn)。原本的員工需要快速掌握新的信息傳輸和網(wǎng)絡(luò)通信方法，學(xué)習(xí)新的設(shè)備使用方法，正確使用數(shù)字系統(tǒng)的自我維護和故障排除功能。是的，對于只掌握舊設(shè)備操作技術(shù)的員工來說是個無疑的難題，需要工作人員學(xué)習(xí)和操作一些設(shè)備的操作和新的維護方法。急需員工學(xué)習(xí)技能和知識，現(xiàn)有技術(shù)人員的專業(yè)水平不能完全滿足數(shù)字化轉(zhuǎn)型的工廠運行所需[4]。

4.2技術(shù)人員實踐機會較少

在建設(shè)周期這方面，數(shù)字化變電站與傳統(tǒng)變電站不同，前者的修建周期短，從開始規(guī)劃到最終修建完成用時較少，也因此技術(shù)人員沒有足夠的時間來學(xué)習(xí)相關(guān)設(shè)備的知識以及進(jìn)行實際操作，真正掌握相應(yīng)的技術(shù)操作。而且由于數(shù)字化變電站興起時間短，在國內(nèi)屬于新興技術(shù)，專業(yè)人員在通信規(guī)則協(xié)約、測試信號等方面的專業(yè)技能缺乏。新設(shè)施檢測和運行出現(xiàn)問題時很難高效解決。新設(shè)施的相對應(yīng)的軟件投入運行后，基本沒有進(jìn)行檢測和使用的機會，技術(shù)人員的學(xué)習(xí)以及實踐時間較少。

4.3數(shù)字化電站建設(shè)問題的解決方法

必須加強專業(yè)人員的技術(shù)培養(yǎng)。運行人員正式擔(dān)任值班工作以前，應(yīng)進(jìn)行業(yè)務(wù)考核，經(jīng)站長簽定合格后，報上一級批準(zhǔn)，方可擔(dān)任值班工作。而新調(diào)進(jìn)本站運行人員或離開值班工作時間較長時，應(yīng)進(jìn)行跟班實習(xí)。熟悉設(shè)備后，現(xiàn)場運行規(guī)程和安全工作規(guī)程的有關(guān)部分，經(jīng)站長考試合格后方能正式值班。新設(shè)備投入使用前，由站長或技術(shù)員組織全站人員，對新設(shè)備進(jìn)行進(jìn)修和介紹。從設(shè)備安裝到投運前，此期間應(yīng)重點了解新裝設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)、調(diào)整要點，熟悉掌握設(shè)備性能。技術(shù)問答或規(guī)程考問，每月搞兩次，題目結(jié)合本站設(shè)備運行的特點。目的是提高技術(shù)理論水平。

結(jié)束語

變電站數(shù)字化發(fā)展離不開自動化技術(shù)的應(yīng)用支撐。主要涉及數(shù)字光電測量、單元合并、智能交換設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通信、設(shè)備互操作和信息同步技術(shù)。其在系統(tǒng)運行中的主要功能優(yōu)勢包括計算機的維護、準(zhǔn)確快速的數(shù)據(jù)采集和處理、設(shè)備功能的自動診斷以及滿足操作人員對自動操作和控制的需求。因此，加強自動化技術(shù)在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用和發(fā)展，對于實現(xiàn)變電站的現(xiàn)代化發(fā)展具有十分重要的意義。相關(guān)研究人員應(yīng)加強該技術(shù)的應(yīng)用研究。

參考文獻(xiàn)

[1]歐佐元.基于數(shù)字化變電站自動化技術(shù)的應(yīng)用研究[J].科技風(fēng)，2018（08）：131+133.

[2]熊鵬輝.自動化技術(shù)在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2018（03）：88+93.

[3]李文輝，簡獻(xiàn)忠，肖兒良.變電站實時監(jiān)控系統(tǒng)中的千兆以太網(wǎng)傳輸設(shè)計[J].電子科技，2018（1）

[4]柴博，周愛華，裘洪彬，等.基于圖數(shù)據(jù)庫的電力通信網(wǎng)絡(luò)運行方式建模技術(shù)[J].電力信息與通信技術(shù)，2018（10）：13-18.