電網(wǎng)二次系統(tǒng)智能化建設(shè)及改造效果研究

◎黃平湖 張勇 陳華胤

本文針對電網(wǎng)二次系統(tǒng)智能化建設(shè)以及改造的要求進行分析，提出有針對性的改造設(shè)計方案，以此來達到良好的效果。推動電網(wǎng)二次系統(tǒng)智能化的建設(shè)和改造，有利于電力行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，滿足人們?nèi)粘Ｓ秒娦枨?，實現(xiàn)電力行業(yè)經(jīng)濟效益的穩(wěn)定增長。

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國在用電方面已經(jīng)相繼取得了一定的發(fā)展成效，同時人們?nèi)粘Ｉ钯|(zhì)量和水平的提升，對用電提出的要求也越來越高。電網(wǎng)建設(shè)的整體規(guī)模逐漸擴大，信息化水平也在不斷提升，無形當中對電網(wǎng)智能化提出的要求一直在提升。在這種大環(huán)境背景下，國家電網(wǎng)公司逐漸將“堅強智能電”的概念作為發(fā)展的主要方向和趨勢，在電網(wǎng)的建設(shè)中，變電站的智能化建設(shè)以及發(fā)展具有至關(guān)重要的影響和作用。智能化電氣的建設(shè)和發(fā)展，在整個變電站的自動化領(lǐng)域中具有實質(zhì)性意義，尤其是針對機電一體化等各類設(shè)備，可以實現(xiàn)快速的信息收集、傳輸以及智能化處理，以此來保證供電等各項活動的順利實施。

一、電氣二次系統(tǒng)智能化建設(shè)及改造的要求

1.保護配置要求。通常情況下，繼電保護設(shè)備在選擇以及具體應(yīng)用時，一般都會以就地安裝為主。此時，應(yīng)當選擇和利用電纜跳閘的方式，對測控一體化設(shè)備起到一定的保護作用。同時，可以直接其合理的應(yīng)用到220kV以及220kV以下的電壓中將分布式保護設(shè)施直接應(yīng)用在母線、對應(yīng)的變壓器保護裝置中，需要注意的一點就是，子單元可以直接在室內(nèi)完成就地裝配等一系列的操作。主單元與子單元相互之間在連接時，大多數(shù)情況下都是以光纖為主。在上述的裝置設(shè)置以及安裝中，必須要提前做好一系列的前提準備工作，尤其是位置的指示燈、警告信息等，針對液晶顯示器當中配設(shè)沒有明確的部分，要立即采取有針對性的對策，對其進行合理的調(diào)試，以此來保證保護配置要求的落實。

針對220kV以及以上的電壓繼電保護、與其相對應(yīng)、機油關(guān)聯(lián)性的網(wǎng)絡(luò)、各種不同類型設(shè)施等實現(xiàn)裝配時，應(yīng)當按照雙重化的基本原則落實。具體操作中，必須要保證兩套保護的電壓采樣數(shù)值，全部都是來自于MU，同時其自身要處于相互分離的狀態(tài)。雙重化的裝配MU應(yīng)當在電子式互感器的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)相互呼應(yīng)，以此來保證兩套單獨二次采樣系統(tǒng)的有效落實。裝配保護通常都會選擇以GOOSE網(wǎng)絡(luò)為主，同時要嚴格按照相互分離的基本原則，也就是其中某一個網(wǎng)絡(luò)一旦出現(xiàn)問題，另外一個仍然可以持續(xù)性的工作。

2.自動化系統(tǒng)要求。在實踐中直接將功能邏輯作為出發(fā)點，以此為基礎(chǔ)，有利于實現(xiàn)變電站系統(tǒng)的合理劃分。首先，站控層，該層中主要是以主機、遠動通信設(shè)備以及故障信息系統(tǒng)的保護裝置等這些基本內(nèi)容為主，其主要目的就是為了實現(xiàn)對所內(nèi)工作人機互動界面的有效供應(yīng)。其次，間斷層主要是指二次子系統(tǒng)在構(gòu)建以及具體應(yīng)用中，其自身一直以來都是該結(jié)構(gòu)的基本單元。也就是在實踐中站控層、網(wǎng)絡(luò)之間都無法將其自身的任何效用充分發(fā)揮出來，但是仍然可以單獨對本層對應(yīng)的設(shè)施展開有針對性的監(jiān)督和控制。除此之外，過程層，當中主要是以合并單元、電子式的互感器等一系列的零部件等為主，有利于實現(xiàn)與一次設(shè)備相互之間的有效關(guān)聯(lián)，最終實現(xiàn)對整個設(shè)備運行情況實時有效的監(jiān)測和控制。

3.其他二次系統(tǒng)要求。在實踐中，全站公用的時間同步系統(tǒng)在構(gòu)建以及具體應(yīng)用中，必須要結(jié)合現(xiàn)實，將其直接裝配在全站時間的同步系統(tǒng)變電站當中。需要注意的一點就是，主時鐘的裝配必應(yīng)當呈現(xiàn)出雙重化的特點，北斗系統(tǒng)以及GPS規(guī)范的授時信號等都能夠在實踐得到廣泛應(yīng)用。站內(nèi)現(xiàn)有的全部設(shè)施，對精度的整體需求普遍都可以直接通過時鐘同步精度、守時精度等來實現(xiàn)。整個站控層設(shè)施應(yīng)當選擇利用SNTP的對時方法進行操作。

二、電氣二次系統(tǒng)智能化建設(shè)及改造設(shè)計方案

1.自動化系統(tǒng)。與實際情況進行結(jié)合后，發(fā)現(xiàn)與普通的變電站監(jiān)控系統(tǒng)相比，智能變電站站控層網(wǎng)絡(luò)在構(gòu)建以及具體應(yīng)用時，尤其是在信息系統(tǒng)的資料數(shù)量方面具有非常明顯的優(yōu)勢特點。網(wǎng)絡(luò)流量通常處于飽和狀態(tài)時，一直都可以保持在百兆帶寬的三成類。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，思量到對應(yīng)的間隔層交換機，在與整個站控層交換機進行接進時，通常都需要借助千兆光口來實現(xiàn)合理的控制。本項目在具體操作中，通常上述的兩層交換機裝配是兩者都是以24百兆電口為主，但是后者是6光口，數(shù)量為2，而前者則是為2光口，數(shù)量則為8。220kV、110kV的保護、保護出口依據(jù)點對點，以此來完成一系列的裝配。如表1所示。

表1 220kVGIS間隔層網(wǎng)絡(luò)端口數(shù)量統(tǒng)計

與具體的統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行結(jié)合分析時，發(fā)現(xiàn)在220kV的過程層GOOSE交換機、A網(wǎng)、B網(wǎng)等方面，會使用到的交換機安裝數(shù)量分別為6、3、3個。需要注意的一點就是，每一個較及的百兆光口數(shù)量都是16個，這些交換機中只有1臺會將其核心作用發(fā)揮出來，如表2所示。

表2 110kVGIS間隔層網(wǎng)絡(luò)端口數(shù)量統(tǒng)計

與上述提出的裝配要求進行結(jié)合分析時，發(fā)現(xiàn)DL/T860標準的三層兩網(wǎng)架構(gòu)，可以直接在本站中變成現(xiàn)實，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的最佳化裝配目標。在實踐中，借助對變電站自動化系統(tǒng)當中各種目標，有利于實現(xiàn)一致性模型科學合理的構(gòu)建和應(yīng)用。以此為基礎(chǔ)，可以直接選擇面向與網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造、對象技術(shù)相互之間分割的通信服務(wù)接口，這樣做的根本目的是為了保證各設(shè)施相互之間在運行時的運行性有所提升。在各制造商對應(yīng)的設(shè)施之間，可以實現(xiàn)有效連接，進而促使變電站的自動化技術(shù)水平有所提升，保證整個運行過程的安全性、可靠性。

2.一體化信息平臺和高級應(yīng)用。一體化平臺在構(gòu)建以及具體應(yīng)用中，其自身的各項功能作用在具體發(fā)揮中，有利于得到充分的展示和應(yīng)用。任何子系統(tǒng)在使用時，都不會存在單一的服務(wù)器，其他各種不同類型的資料等，基本上都是直接借助智能部件、平臺等展開直接性的交換。與此同時，該平臺在應(yīng)用時，通常都會以程序化的互防性能作為其中的主要依據(jù)，全站并不需要對模擬圖版進行構(gòu)建，同時有利于在實踐中為其提供可靠的數(shù)據(jù)信息給予支持，實現(xiàn)高級應(yīng)用。在這一基礎(chǔ)上，可以直接在站端實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成化、規(guī)范化，對所有的子系統(tǒng)都可以實現(xiàn)有效的整理和合并。通過這種方式在其中的合理應(yīng)用，有利于促使站內(nèi)所有應(yīng)用一體化裝配、可視化顯現(xiàn)在站控層的后臺，逐漸落實到實處。

三、電氣二次系統(tǒng)智能化建設(shè)及改造效果

1.電氣二次系統(tǒng)智能化建設(shè)和管理改造的具體操作。（1）組織結(jié)構(gòu)與作業(yè)流程的建設(shè)和改造。與目前我國經(jīng)濟發(fā)形勢進行結(jié)合分析時，發(fā)現(xiàn)在實踐中我國經(jīng)濟一直以來都處于持續(xù)升溫的狀態(tài)，電網(wǎng)的發(fā)展也相對比較樂觀。變電站的數(shù)目一直以來都在持續(xù)上升中，如果在運行管理控制中，仍然是利用過去人力值班的方式為主，那么勢必會直接影響到整個發(fā)展，與目前新時期背景下的發(fā)展需求也不匹配。無人值班變電站的發(fā)展已經(jīng)逐漸成為一種必然的趨勢，集控站在實踐中可以將其自身的作用充分發(fā)揮出來。以此為基礎(chǔ)，有利于借助各種不同的先進技術(shù)手段、全新材料等，打破目前變電組織構(gòu)造過于簡單等問題，如圖1所示。

圖1智能變電站管理流程示意圖

與新時期背景下智能變電站的建設(shè)以及發(fā)展現(xiàn)狀進行結(jié)合分析之后，要針對目前作業(yè)現(xiàn)場的具體操作，與規(guī)范化標準和要求進行結(jié)合，保證生產(chǎn)活動的有序開展。同時，要對現(xiàn)有的指南性文件等展開合理的編制，保證管理系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)的同時構(gòu)建，以此為基礎(chǔ)，有利于實現(xiàn)電力流程現(xiàn)場運行活動的細化、量化，保證實時有效的控制。實踐中，要針對所有的作業(yè)控制標準流程，對作業(yè)規(guī)劃、預(yù)備等多個環(huán)節(jié)和組成部分進行客觀分析，以此來保證對應(yīng)運作方式、流程等各環(huán)節(jié)工作的全面展開。

（2）安全生產(chǎn)設(shè)計。變電操作、保護等一系列工作，與電力設(shè)備相關(guān)的保護、故障解決等各項工作之間存在著密切的聯(lián)系。所有的管理工作中，勢必都會包含在安全生產(chǎn)體系中，因此，本研究提出要在現(xiàn)場作業(yè)指導書的樹立中，嚴格按照現(xiàn)有電網(wǎng)公司的所有準則和要求進行劃分。

（3）規(guī)章制度設(shè)計。要想保證電氣二次系統(tǒng)智能化改造和升級的效果，必須要結(jié)合現(xiàn)實要求，積極采取有針對性的對策，保證垂直一體的規(guī)章制度體系在構(gòu)建以及具體應(yīng)用中的有效性，將其看作是智能變電站首選。通常情況下，市供電局的監(jiān)測以及考核工作，基本上都是直接由省級單位和公司來完成，前者下屬的所有分局，都應(yīng)當結(jié)合現(xiàn)實要求，適當?shù)恼归_一系列的活動，這些活動基本上都是直接由前者來完成和操作。班組方面的具體操作，通常都是直接由分局完成，個人的則直接由每一個班組進行具體操作，不同級別都是直接由生產(chǎn)管理、職能組織等各司其職，保證一系列符合現(xiàn)實要求的評價活動能夠在實踐中得到有效落實。所有的活動以及管理組織在實踐中，必須要對自身所屬的機構(gòu)展開科學合理的評價，保證評價的客觀性、可靠性，以此來圍繞整個專業(yè)的日常管理活動展開有效操作。

比如，績效評價工作在具體操作中，主要是通過向上級匯報有關(guān)生產(chǎn)操作的一系列資料、對各種問題進行仔細的剖析和統(tǒng)計，對生產(chǎn)現(xiàn)場的安全情況、變電站的具體規(guī)范化評比檢驗等相關(guān)數(shù)據(jù)展開合理的分析。以此為基礎(chǔ)，有利于實現(xiàn)現(xiàn)有各種優(yōu)化策略的落實，以此來構(gòu)建一個相對比較完整的操作步驟和流程。

2.電氣二次系統(tǒng)智能化改造效果。電網(wǎng)二次系統(tǒng)智能化建設(shè)以及改造中，主要是通過光纜的實際應(yīng)用，有利于避免二次檢修帶來的一系列困擾影響。實踐中，必須要降低日常工作額度，尤其是在具體的工作中，要將絕緣性、直流接地等問題妥善處理，以此來減少日常維護費用在其中的投入。在線監(jiān)測功能使用效率、質(zhì)量的提升，對整個設(shè)備的運行情況具有非常重要的影響和作用。與此同時，更為重要的一點就是可以實現(xiàn)對整個綜合性管理更加完整的數(shù)據(jù)支持，以此來保證各種事故的出現(xiàn)概率能夠得到有效控制，同時有利于實現(xiàn)對維護成本的合理把控。對于部分具有高級應(yīng)用功能特征的智能告警系統(tǒng)而言，在具體設(shè)立時，主要的目的就是為了保證運行人員自身在面對各種突發(fā)事件時的處理能力、速度等有所提升，為了實現(xiàn)對故障性問題的妥善處理，在整個研究中，要利用統(tǒng)一的建模，保證全站設(shè)備對象的合理應(yīng)用，在警告信息中，有利于通過自動化的篩選以及過濾等方式。通過對推理技術(shù)等手段的應(yīng)用，保證告警類型的最終確定。以此為基礎(chǔ)有利于工作人員及時了解故障信息，根據(jù)現(xiàn)有信息數(shù)據(jù)，提出有針對性的處理措施，節(jié)約故障處理時間，避免造成更加嚴重的后果。

視頻監(jiān)控在實際應(yīng)用中，其主要是智能輔助設(shè)施系統(tǒng)在構(gòu)建以及具體應(yīng)用中不可缺少的重要組成部分之一，通過對各種子系統(tǒng)功能的有效整合和高效利用，有利于實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的共享、互動。以此為基礎(chǔ)，有利于為后續(xù)變電站內(nèi)部各項管理工作的有序開展提供保證。

通過部分高度集成以及就地布置的各種措施，有利于減少土地消耗量，同時各種優(yōu)良、高新設(shè)備等，有利于保證變電站在與電網(wǎng)協(xié)同交流時的互動性。現(xiàn)如今實現(xiàn)變電站智能化建設(shè)和改造時，為了達到良好的效果，必須要保證工作人員日常維護和巡檢力度的強化，以此來保證整體維護效率和質(zhì)量的提升。

二次系統(tǒng)的智能化建設(shè)以及改造升級，主要目的是為了實現(xiàn)多元化的改造。在經(jīng)過一系列的改造和升級后，系統(tǒng)在運行時能夠達到提前設(shè)定好的效果，同時可以實現(xiàn)智能化建設(shè)水平的提升，為變電站電網(wǎng)的穩(wěn)定運行和可持續(xù)發(fā)展提供保證。

結(jié)語：電網(wǎng)二次系統(tǒng)的智能化建設(shè)和改造升級，根本木是為了實現(xiàn)多元化的改造，以此來保證智能化水平的提升。這樣不僅有利于保證變電站自身的電網(wǎng)建設(shè)的穩(wěn)定性、可靠性，而且還可以實現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟的穩(wěn)定增長，推動企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。