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1 引言
隨著社會經濟的快速發展,電量需求越來越大,為了不斷提升企業的市場競爭力和服務質量,國家電網在探尋自主創新的道路上,不斷完善規劃與制度建設。智能變電站技術創新和實施,作為保證智能電網發展目標,實現電力服務質量提升的基礎,發揮了越來越大的作用。基于此,本文就智能變電站技術創新的內容和實施策略進行了分析。
2 智能變電站技術創新與實施
智能變電站應實現的技術創新的內容包括:變電系統設備狀態監控技術的創新、信息技術與故障診斷創新、變電站防誤技術的創新、變電站智能告警技術創新、變電站智能操作技術創新等。
2.1 智能變電站設備狀態監測的技術
在智能變電站管理和技術創新的實施后,對于提升變電站設備狀態檢修的效果有著重要的幫助和促進作用。變電站設備狀態監測工作,對于有效地獲取電網運行時各項狀態的適時數據、獲得智能電子裝置的故障狀態、降低信息采集的盲區等有著重要的意義。但是從當前 我國智能變電站在線監測發展狀況分析,并沒有很好的實現對智能遍地安裝設備全線監測的能力。當前在智能變電站內主要一次設備,使用的是針對性較強的在線監測技術。對于主變、變電站避雷器等設備進行在線的監測,在線監測的參數包括:主變油色譜、局部放電、避雷器泄漏時產生的電流等等。
信息融合技術的創新作為數據融合工作的有效實施路徑,指的是在智能變電站技術應用的過程中,對變電站多種信息的獲取、信息的表示、各種內在聯系的綜合處理技術等等。在多信息融合技術處理的過程中,從變電站信息處理的視角做出有效的綜合與處理,獲得變電站信息處理的內在規律,去除一些沒有用和錯誤的信息,最終獲得信息的優化提升。信息融合技術提升了信息處理的創新程度和效果。
2.2 智能變電站防誤功能擴展與實施
在智能變電站信息處理的過程中,主要使用了下面一些防誤閉鎖的技術:與傳統的變電站防誤閉鎖技術相比較,智能變電站防誤閉鎖有效的提升了變電站監控中心電腦監控系統的防誤閉鎖邏輯性能。變電站順序控制操作方式的創新,指的是借助變電站監控中心電腦監控系統下達的具體操作指令,通過計算機系統獨立地、有順序的進行操作任務的實施。智能變電站全站所有的隔離開關、變電站接地開關防誤操作方式是創新技術實施的節點。在這個過程中邏輯防誤借助GOOSE傳輸機制來實現對跨間隔操作的閉鎖。
2.3 智能變電站告警及事故信息分析
智能變電站告警與事故信息綜合分析系統作為保證變電站正常運行的系統之一,在系統上安裝智能告警與事故信息分析體系,就變電站信號做出分類顯示與處理,在此基礎上提升故障報警信息的處理效果。按照智能變電站邏輯與推理模型的要求,實現對智能變電站告警信息的分類與綜合過濾,就變電站的運行狀態做出適時的分析與推理。智能告警與事故信息綜合分析技術的創新,為智能變電站更好的進行智能告警,提升智能變電站決策信息的有效性發揮了更好的作用。
2.4 智能變電站操作票系統與應用
智能操作票系統作為智能變電站信息技術應用的一個方面,這個系統包括了順序控制軟件等功能。智能變電站操作票系統能夠全面的使用平臺的各種功能,來保證智能變電站功能的發揮。變電站智能操作票系統共享實時SCADA模型與圖形,同時實現對智能變電站實時態與模擬態的有效隔離,實現了全過程的實時、安全與可靠性。變電站智能操作票系統的推理,變電站業務表單的自由定制等為變電站智能操作提供了全面的保障。智能變電站操作票生命周期的全過程管理與技術創新,可以使用徹底的圖票一體化技術于實際的生產和管理中,以此來提升操作票系統運轉的可視性與直觀性。
2.5 智能變電站電壓無功自動分析與應用
在智能變電站管理工作中,電壓無功控制分析系統,通過計算機登記書將區域子系統電源控制進行第二級的控制,通過將子系統電壓的合格、經濟性作為目標,完成子系統內各個變電站間智能控制的效果,更好的發揮子系統內各個變電站協調工作的效果。智能變電站無功電壓自動控制系統的技術創新,第一步從對自動化系統采集數據以后,傳輸給電壓分析模塊、無功分析模塊,在此基礎上做出綜合的分析,進而完成對變電所主變分接頭的調節指令。
3 結語
綜上所述,智能變電站生產與管理的過程中,有效的技術創新與實施,一方面能夠提升智能變電站安全生產和運轉的效果,另一方面對智能變電站生產效益的提升也有著重要的作用。因此,在智能變電站技術創新與實施的過程中,要不斷提升智能變電站工作人員的責任與創新意識,在現有技術應用與經驗分析的基礎上,提升技術創新與應用的力度,保障智能變電站的安全運行。
參考文獻:
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關鍵詞:35kV預制艙式變電站;云監護平臺;專家診斷;人工智能;故障預判;在線式核對充放電;IEC61850;技術改進;創新;應用
中圖分類號:TM63 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2017)03-0169-02
1 概述
35kV預制艙式智能變電站典型設計由35kV預制艙、變壓器預制艙、10kV預制艙和綜合控制預制艙構成,35kV線纜作為進線,10kV線纜作為出線。35kV預制艙內主要由35kV開關柜構成,柜內集35kV萬能斷路器、35kV萬能隔離開關、PT、CT、氧化鋅避雷器以及綜保裝置等設備于一體;主變壓艙體內由智能變壓器和排熱裝置等裝置組成;10kV預制艙內由無功補償裝置、10kV開關柜以及直流屏等系統構成;綜合控制預制艙由遠動、綜自、通信等構成。
預制艙式智能變電站是在不降低穩定運行可靠性的條件下利用先進技術將智能一、二次設備、配套設施與基建進行智能化、小型化、緊湊化及經濟化的有機一體設計,預裝于幾個艙體內,它是傳統箱變的發展方向,同時也是傳統配網電站的改進方向。箱式變電站主要集中在10kV及以下的配電網,預制艙式智能變電站主要是35kV及以上電網,與常規站比,具有投運時間快、占地少、免維護程度高、外觀與環境協調、可深入負荷中心等特點,但是就目前個別地區已研制投運的預裝站來看都存在諸多的不足與技術提升空間,如:占地面積20%左右縮減效果不夠顯著;艙體空間小、擴建時電氣距離等問題導致增加設備時艙體需停電進行;艙體正下方半地下電纜層配套的基礎設施投資增較大;艙體為全封閉無開窗采光設計無論白晝或夜晚均需單獨照明;艙內環境溫濕度控制耗能管理粗獷,輔助系配置不夠完善,尤其在運維人員對電站的監護工作方面的技術支撐有待進一步提升。[1-2]
2 創新與應用
2.1 預制艙式變電站綜合布線的改進
取消常規預制艙式變電站艙體正下方2m高半地下電纜層與艙體底板人孔,取而代之在艙體兩邊外側設電纜溝,節省建筑投資同時避免運行人員在半地下電纜層內不易逃生的安全隱患;在艙體本體底座內設200mm高電纜夾層,艙內二次電纜在本體夾層內敷設,各柜體間聯絡電纜從柜底座電纜層進入電纜溝;使艙體內二次電纜可提前在工廠內敷設完成,大大減少了現場工作量,進一步提升變電站建設效率。
2.2 光導照明系統應用
預制艙體內為滿足溫濕度、消防等環境要求,加上預制艙墻體結構材料的特殊性及厚度較薄,在制造過程中制作工藝無法實現在艙體上開窗,因此即使是白天,艙體內也是一片漆黑,運行人員進入艙體時,只能啟動交流照明系統來解決艙內照明問題。對此不足提出了新的解決方案,采用新型光導照明技術,系統主要由采光器件、導光柱、導光片、漫射器件等幾部分組成,系統直接利用太陽光照,不同于太陽能熱水器、光伏發電等光電-電光轉換再使用,只要是白天既可通過安置在預制艙艙頂的光導照明系統解決自然采光的問題,艙外自然光導入艙體內使艙體內外一樣明亮。相較于常規照明系統O計更加節能環保,符合電網建設綠色發展方向,在預制艙式變電站中具有廣闊的推廣前景。
2.3 恒溫恒濕系統的應用
預制艙式變電站艙體內空間狹窄封閉,自然通風降溫困難,常規的通風降溫設計采用大功率風機及大功率制冷空調實現,無法智能精確控制運行環境且耗能大。因此在預制艙內設置智能新風節能裝置及機房用精密空調進行通風降溫,新風和空調構成聯動聯控系統:當艙體外溫、濕度滿足設定條件,同時艙內溫、濕度達到新風開啟閾值時,新風裝置啟動高效排熱操作;當新風排熱效率較低的時候即艙內溫度持續上升并升至空調開啟點,則投入外部空調運行,新風裝置停止運行。機房精密空調系統在炎夏溫度較高時連續工作,根據設定的閾值,可以將艙體內溫濕度控制在1℃上下浮動以內,實現艙體內恒定溫濕度,保證了所有電氣設備的工作環境正常。本動力環境系統智能高效節能邏輯,一般可以節能25~80%。[3-4]
2.4 無線傳感網絡
為進一步減少預制艙式智能變電站的接線施工量、降低整體成本及其占用面積,適當引入無線傳感網絡技術。節點采用采用低功耗無線傳感器結合領先領先企業國電光宇自主研發的監護云平臺系統,借助云平臺超低功耗神經網絡算法,使無線傳感器平均工作電流降低到4.5mA超低功耗水平,根據變電站現場運行管理要求,經分析比較測算,可達到預期10年壽命的技術指標。無線傳感網絡的傳輸方式為無線,信號在傳輸方面存在不穩定性,傳輸質量比光纖傳輸要差很多,同時由于無線傳感網絡在時延方面包括空間數據傳輸的時延、編解碼以及modem的時延,同等傳輸距離下要比網線或光纖傳輸時間長,因此用于保護方面的測量控制量目前不適于無線網絡方式傳輸,但是在智能變電站輔助監控系統方面,絕大多數設備的狀態檢測數據都可以放在無線傳感網絡上完成傳輸。網絡構建及應用數據可以直接建立在該協議之上,不增加網絡傳輸層,這樣可以減少控制的環節、增大數據吞吐量減少無線傳輸時延。35kV預制艙式智能變電站艙體的長度一般不大于20m,對無線傳感網絡來說該通信距離很短,網絡拓撲設計不需太復雜,一般兩層即可,無需進行無線路由的中繼,第一層只設網絡節點,即中心節點,完成網絡的建立、維護以及與遠方通信管理機的通信,第二層設有多個終端單元,每個終端單元完成一個或多個傳感數據的采集與傳輸。協議數據采用2.4GHz免許可頻段作為無線通信信道。中心單元布置在綜控艙內,終端單元緊靠需要采集數據信息的設備布置。[5-7]
2.5 IEC61850標準體系在預制艙式變電站全面應用
預制式35KV智能變電站監控系統依照變電站無人值守要求設計,優化網絡拓撲結構,通信標準統一采用變電站通信網絡和系統IEC61850國際標準,與站內綜保系統和遠動系統統一規劃建模、統一組網、數據高度復用,實現站控層、間隔層和過程層三層兩網設備互操作。變電站內數據具有共享和唯一性,保護動作信息、遠動數據不重復采集。實現對變電站可靠、完善、合理的檢測控制、四遙信號的遠動和SNTP GPS對時能力以及與遠方調度中心信息交換的能力。[8]
2.6 智能自動巡檢系統
根據《國家電網公司變電站管理規定》、《無人值守電站管理規范(試行)》的意見和要求,各網省公司制定了運維站巡視管理規定,但無人值班站人工巡檢及時性、可靠性差,巡視與記錄效率低下,部分地區試投放機器人巡檢,但運用在露天作業實際運行效果并不理想,出錯概率大,技術不夠成熟。針對預制艙式變電站,提出基于物聯網技術的就地自動智能巡檢系統,該系統對多種類型的信息進行廣泛、深入融合,通過電子圍欄、墻體震動傳感器、視頻監控信息的感知與融合,實現高可信的無虛警、無漏警安防報警;通過感知與融合視頻監控信息、紅外熱成像信息和煙感信息,實現高可信的消防報警;通過感知與融合比對同一設備不同相位、同類設備之間的溫度差異,以及環境溫濕度信息,實現準確、快速的設備故障告警;通過感知與融合水浸、水位、環境溫濕度和視頻監控信息,實現高可信的變電站環境狀態告警。
2.7 基于專家診斷和神經網絡預判算法的無線監護單元系統
該系統將常規變電站各自獨立的輔助生產系統,通過IEC61850通信規約轉變為綜合智能化管理平臺,與設備在線監測系統一起構成了變電站智能巡檢系統,具有自由擴展性,可以自由覆蓋任意廠家的任意類型智能設備,可免去人工或機器人的常規巡檢任務,遠方的監控中心可利用云監護平臺實時掌控站內設備和輔助系統的運轉狀態,彌補了現有綜自系統與動力環境監控系統功能覆蓋的不足和對一線運維人員需求的針對性不強等問題。同時該系統具備專家診斷人工智能算法,能夠對現場數據做深入學習與診斷,做到系統運行狀況的預判,并會自動把定位的異常點以短信等方式發送給相關運維及管理人員移動終端上。這是在目前以狀態檢修為主的運維模式下的一次質的提升。
2.8 蓄電池組在線核對充放電單元系統
目前無論是常規變電站還自動化變電站亦或是無人值守智能預制艙式變電站目前都未解決的一個問題就是蓄電池組的日常自動維護,雖然蓄電池普遍采用的是免維護型,但這里的免維護并不是指的完全意義上的不維護,國網最新相關規定:新安裝的閥控式蓄電池組在驗收時應進行核對性放電,以后每兩年進行一次核對性放電,運行了四年以后的閥控式蓄電池組,應每年進行一次核對性放電。但是該政策的執行也存在著很大的難度,如:(1)蓄電池組核對性充放電試驗耗費大量人力資源,現在普遍采用人工操作,運維成本較大。(2)蓄電池內阻及運行工況不能實時監控撐握,日常巡檢中缺乏有效檢測手段,易造成直流電源故障。(3)根據DL/T724-2000及大部分地方政策均規定,對于只有一組蓄電池組的變電站,不能退出運行,也不能做全核對性放電,只能用I10恒流放出額定容量的50%,但規程并沒有對50%容量測試的操作作出具體說明。導致大部分放電操作人員要么大量接線外加一組蓄電池放電,要么按0.1C10電流放5小時。對此一些電源企業研制了具備內阻測的全在線自動核對充放電系統,該系統摒棄了常規人工利用離線放電儀經放電電阻以熱能的方式將能量泄放到周圍環境中做法,而是采用有源逆技術,放電過程中電池組不脫離系統同時泄放的能量回饋給電網,實現節能環保的同時避免了散發熱量影響到周圍設備的正常運行。目前該技術較為成熟領先的企業國電光宇已將該系統投用到塔拉等750kV超高壓級電站,同時該技術也獲得了開普實驗室認證、國家知識產權局頒發的證書以及北京市科委高新成果轉化上榜產品并且該技術已在除電站之外的通信基站、服務器機房等領域也進入快速推廣應用階段。[9-10]
3 結語
以上綜述了預制艙式變電站現有設計方案現狀,以及提供了在現有基礎上進行技術改進與新技術應用提升預制艙式變電站智能化水平的思路,除此之外,從互聯網+智慧能源的角度出發,還有很多的創新點可以去思考,大量新技術的應用必將推動我國電網建設向著更加智慧、高效、綠色方向邁進。
參考文獻
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[3]GB50053-94.35~110kV變電站設計規范[s].
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[8]DL/T860-2006. IEC61850-2003. 變電站通信網絡和系統[s].
一、組織領導
工區成立“職工經濟技術創新活動”領導小組
組長:*
副組長:*
組員:*
二、活動時間
自2007年4月1日起至2007年12月31日結束
三、總體要求
堅持重在基層,圍繞省公司1號文件和安全生產工作會議精神,按著公司2007年“兩會”和公司工會工作會議的要求,進一步拓寬安全生產活動內容、活動形式和活動載體,提升活動質量,注重活動效果,教育和引導廣大職工增強學習能力、創新能力和競爭能力,實現職工自身價值和工區發展的互利雙贏。
四、活動內容
緊緊圍繞“保安全,促生產,助力公司發展”這一主題,結合工區生產實際,在全工區廣大職工中重點開展以下活動:
1、圍繞安全生產中心工作,開展安全生產培訓及安全生產知識競賽活動。
緊緊圍繞安全生產中心工作,通過開展形式多樣的活動,調動職工的積極性和創造性,立足本崗發揮最大潛能,構筑安全生產第一道防線。為進一步提高各級人員的安全素質,將組織職工深入學習《安全生產法》、《安全工作規程》、《電力生產事故調查規程》;開展專題培訓活動,將利用“安全生產月”有利時機,結合生產實際,開展防火宣傳專項教育培訓、開展安全工器具使用、檢查和保管培訓、開展工作票專項培訓活動、GIS錄入培訓等。為進一步提高職工安全生產參與有我的意識。準備在六月末,舉辦安全生產知識競賽,對取得優異成績的選手工區將予以獎勵。在開展安全培訓的同時,工區還將在提高職工安全生產綜合能力上下功夫,準備好省公司《變電運行崗位人員知識及技能調考》。
繼續開展好職工合理化建議、技術革新等活動。安全生產要靠團結的力量、集體的智慧,集思廣益,充分發揮工人階級主力軍作用,群策群力做好安全生產工作。朝陽監控站對新型錄音筆的小改小革在安全生產中起到了實效,為我們的操作帶來了方便,對于好的合理化建議、小改小革,要給予發揚、推廣,將科技知識轉化為生產力,為工區生產、經營等各項工作做出新的貢獻。
2、鞏固創新,營造安全氛圍,樹立安全文化。
工會圍繞工區安全生產工作,利用不同載體,積極發揮對安全生產保駕護航作用。將制作安全生產標語和條幅,下發到各所(站),懸掛在作業現場,使安全理念深入人心。各所(站)要開展一次以“防止誤操作”為主題的“主題安全活動”,防誤班要結合本專業特點開展一次以“防止人身事故”為主題的“主題安全活動”。為進一步鞏固安全生產成果,工區工會已刻錄了三十多套安全生產光碟,將發到各所(站),各所站要組織好人員觀看,并讓職工在思想上切實受到教育,并落實到行動上,體現到保證安全生產上。
各所(站)要繼續開展雙增雙節合理化建議活動;繼續開展無違章班組競賽活動。為進一步夯實安全生產基礎工作,工會將每季度組織職工代表開展安全生產巡視檢查,起到助力安全生產的作用。為進一步完善勞動保護用品的使用和保管,工會將于近期舉辦一期工會勞動保護監督檢查員培訓班。
3、建立內部維權機制,堅持源頭參與,多方位,全角度確保安全生產穩定發展,
建立健全群監會(勞動保護監督檢查委員會、群眾安全監督檢查委員會)由工會主席、總安全員、班組安全員組成,負責工區勞動保護監督檢查和生產現場安全監督,進一步維護職工的合法權益,保障職工的安全和健康。
按照公司工會總體要求,在工區開展安全示范崗活動,此次將西郊一次變、長春監控站、浦東監控站、春陽監控站定為安全示范崗,發揮榜樣的力量,促進各所(站)整體安全生產管理水平的提高;開展“當好賢內助、吹好枕邊風”職工家屬座談活動,各所(站)要發揮職工家屬在安全生產中的穩定作用,根據實際情況召開職工家屬座談會,并組織職工家屬觀看《警鐘長鳴》、《人身事故案例》等安全教育片,使職工家屬深切認識到安全生產的重要性,認識到確保安全生產就是保證家庭幸福安康;開展個人無違章、班組無違章、單位無輕傷活動。在全工區范圍內營造一個以“遵章守法為榮,違章違規可恥”的安全文化氛圍,號召全體職工和家屬同心協力,從我做起,從每個家庭做起,反違章,除隱患,確保本所(站)不發生事故。
五、開展“創新活動”要求
1、統一認識,加強領導。“創新活動”是工區貫徹落實公司2007年“兩會”精神,抓落實、重提高、促發展,內容豐富,意義深遠的一項工作,各所(站)要積極落實方案內容,貫徹方案精神,按照工區安排積極組織人員參加,確保各項活動在職工中起到實效,起到為安全生產保駕護航的作用。
2、積極宣傳、廣泛參與。各所(站)要將文件精神宣傳貫徹到每名職工,理解開展此項活動的重大意義,形成全體參與,人人努力創新的熱潮,通過安全教育和安全活動,提高職工安全意識和防護能力,使職工實現從要我安全到我要安全的轉變。
為了更好的貫徹執行市公司開展的《保安全、促生產、助力公司發展》為主題的經濟技術創新活動,充分發揮基層工作組織的職能作用,緊緊圍繞工區安全生產的這個中心,著眼于工區安全生產的工作的健康發展,結合工區的實際情況來開展此項活動。制定此活動方案。
一、組織領導
名譽主任:
主任:
組員:
二、活動時間
自2007年4月1日起至2007年12月31日結束
三、活動范圍
工區所屬各個生產班組
四、總體要求
活動的宗旨要以職工立足于本崗位工作為基礎,加強職工培訓學習為手段,以深化科技創新工作為保障,以提高全員綜合素質為目的,以此來推動工區的安全生產工作健康、規范的向前發展。
五、活動內容
1、強化素質抓好職工培訓工作
2007年,工區將結合各個生產班組實際工作的需要,開展務實的培訓工作,培訓工作要打破以往的筆試的形式,要注重職工的實際動手能力、不能紙上談兵,將進行多次職工實際工作能力的考試、檢修、送電將進行檢修工藝、設備的故障查找、分解檢修,運行將進行故障判斷、分析以及故障的處理
2、因地制宜推動活動的深入開展
首先依照市公司工會的要求,結合工區的實際情況,開展好雙增雙節合理化建議活動,開展好無違章班組活動,開展好工會成員的學習活動。這些活動的開展要緊緊結合工區的安全生產工作,活動開展的形式一內容要符合工區安全生生產的實際,不能出現形式主義。
3、求真務實開展好下列工作
(1)、根據工區的實際情況,建立工區的群監會組織,要明確職責、分工明確,及時的組織各項監督工作,確保安全監督工作行之有效的開展起來。
(2)、開展好工區的宣傳報道工作,特別是春檢、安全月、大修改造工作中的感人事跡、好人好事以及在工作當中的精彩的照片。
(3)、組織開展三項活動,工區為每個生產班組制定了安全示范崗的準則,同時建立考核記錄,同時對班組無違章、個人無違紀也建立的考核記錄及考核內容,工區十分重視當好賢內助、吹好枕邊風活動,將給每位職工家屬轉發一封信和一份協議書,達到人人共同關心工區安全生產的目的。
【關鍵詞】智能電網 電力工業 創新 發展
在現代電網的發展過程中,各國結合其電力工業發展的具體情況,通過不同領域的研究和實踐,形成了各自的發展方向和技術路線,也反映出各國對未來電網發展模式的不同理解。近年來,隨著各種先進技術在電網中的廣泛應用,智能化已經成為電網發展的必然趨勢,發展智能電網已在世界范圍內形成共識。
一、立足長遠,努力解決電網發展的關鍵問題
特高壓交流試驗示范工程的建成,標志著我國在高電壓等級輸送領域達到了世界領先水平;同步電網的建設,也將使我國在電網規模上達到世界領先水平。我國還將面臨新能源、分布式電網、電力市場等新的發展要求。
所有這些變化,都迫切要求電力工作者認真思考并解決未來電網發展所面臨的一些關鍵問題。這些問題包括:特大電網的安全穩定問題,各級電網協調發展、服務地方經濟的問題,電網支持“資源節約型、環境友好型”社會建設的能力問題,電網支持大規??稍偕茉催\行的能力問題,運用現代電力市場方式實現資源優化配置問題,科學的輸配電價的形成機制問題,電網調度控制中心能力提升問題,電網資產的全壽命管理問題,現代信息技術和管理技術在電網企業的應用問題,電網應用現代電力前沿技術的能力問題。
經過實踐,筆者感到探索和建設智能電網、推動現代電網企業進步,就是要將先進的理念、先進的管理與現代電網技術、現代信息技術和現代管理技術充分結合,使之落實、固化、持久。要切實做到這一點,就應該與國內外先進的電網企業,產品、信息技術供應商,管理咨詢公司,科研院所密切交流、合作,通過博采眾長、提高創新,達到先進、高效、實用的目的。
二、支持“堅強智能電網”建設
“十二五”期間國家電網公司進入了全面推進堅強智能電網建設的新階段,但目前公司在堅強智能電網建設資金籌措方面面臨較大困難,“十二五”期間,電網投資總計約1.7萬億元,平均每年3000多億元,在深入挖掘內部潛力的情況下仍面臨著較大的資金缺口,必須依靠外源性融資加以彌補。特別是受央行貨幣政策緊縮的影響,公司傳統的融資渠道受到極大的限制,融資形勢十分嚴峻。
另一方面,我國社會資金十分充裕,但由于社會閑置資金過于分散和行業準入的限制,大量的潛在投資者無法直接投資電網建設。智能電網產業投資基金的設立能夠成為連接兩者的橋梁,通過發揮集合投資的優勢,在短時期內聚集大量資金,彌補智能電網建設的資金缺口。特別是,智能電網產業投資基金是長期投資,看重項目長期資本回報而非短期收益,在收益分配時間上沒有嚴格限制,而智能電網建設大都是長期項目,在短期內無法產生大額經濟回報。因此,智能電網產業投資基金的長回報周期恰好與智能電網建設對資金的需求相契合,為智能電網建設提供長期穩定的資金保障。
三、政府要發揮指導作用,加強制度建設;鼓勵多方參與
智能電網建設關系到能源可持續發展問題和我國經濟社會發展全局。目前,我國政府已經制定了智能電網發展計劃和目標,各級政府也根據本地區電網建設實際情況制定了本地區智能電網發展規劃。隨著智能電網建設的不斷深入,國家除了要加大投入外,還應充分協調各方利益,制定促進我國智能電網發展的一整套合理、優化的政策體系。政府要采取靈活的扶持政策,在相關法律、資金、財稅、電價政策等方面給予支持,在清潔能源發電量消納和經濟補償政策等方面制定相關的配套措施,在科技項目研發、試驗示范工程及推廣應用等方面給予政策激勵。地方政府應積極組織,協調能源、環保、科技、信息等多個部門和行業共同開展適合本地區特點的智能電網發展戰略研究。同時,電力公司也應不斷創新管理模式,適應智能電網的建設和運營要求,建立健全相應的規章制度和管理流程,全面提升駕馭智能電網的能力。
目前,智能電網產業剛剛起步,重點在于對智能電網的研發與建設。但隨著這一新興產業的逐步成熟,智能電網產業絕不僅限于電網自身的升級改造,它是一項涉及多領域、跨行業的龐大系統工程,是一場全新的技術變革。因此,發展智能電網產業應消除行業和專業間的壁壘,集中國內優勢科研力量共同研發建設,使社會各類相關行業積極參與到相關標準制定、核心技術攻關、關鍵設備研發等工作中去,建立有效的跨行業溝通平臺和合作機制,共同推動智能電網快速發展。目前,國內有的城市嘗試建立智能電網產業聯盟的做法,吸納頗具實力的全國領先行業的領軍企業,奠定了本地區在智能電網產業的發展基礎和優勢。
四、切實加強技術創新,加速智能電網發展
數字化變電站是應用IEC61850進行建模和通信的變電站,數字化變電站體現在過程層設備的數字化,整個站內信息的網絡化,以及開關設備實現智能化。
根據國家電網的相關規劃,2011年以后所有新建變電站全面按照智能變電站技術標準建設,并且重點對樞紐及中心變電站進行智能化改造。根據國網的規劃未來我國智能變電站將迎來爆發式增長:第一階段新建智能變電站46座,在運變電站智能化改造28座;第二階段新建智能變電站8000座,在運變電站智能化改造50座,特高壓交流變電站改造48座;第三階段新建智能變電站7700座,在運變電站智能化改造44座,特高壓交流變電站改造60座。
前瞻產業研究院智能電網行業研究小組分析指出,“十二五”是智能電網的重要建設期。隨著重點環節技術創新和實踐的完成、技術標準的完善,智能電網發展呈現出加速跡象。同時,智能變電站還可以在技術和功能上更好地滿足電網信息化、自動化、互動化的要求,優化電網網架架構,大幅提高輸配電能力和智能化水平。智能變電站行業的技術創新將加速智能電網發展!
參考文獻:
關鍵詞:變電站;接地網;接地性能;故障診斷成像系統;電力系統 文獻標識碼:A
中圖分類號:TM862 文章編號:1009-2374(2016)04-0009-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.04.005
隨著現代化科學技術的不斷發展,接地網的安全性問題逐漸引起了人們的關注。為此,當代變電站在發展的過程中應提高對此問題的重視程度,應從故障診斷成像系統開發入手營造一個良好的接地網運行環境,且就此滿足當代居民用電需求,達到最佳的電能供給狀態。以下就是對變電站接地網接地性能及其故障診斷成像系統的詳細闡述,望其能為當電廠等領域的健康穩定發展提供有益參考。
1 變電站接地網接地性能分析
就當前的現狀來看,變電站接地網在發展的過程中逐漸實現了安全接地性能,即變電站在實際運行過程中引進了電力系統安全檢測設備,繼而通過對系統運行數據的分析全面掌控到系統運行現狀,并及時檢測出接地不良問題,避免其問題的突顯影響到系統操作人員的人身安全。此外,在變電站發展過程中為了突顯出其安全性能,強調了充分考慮地面電位梯度所帶來的危害性,最終由此達到良好的變電站接地網接地狀態。
2 變電站接地網故障診斷成像系統實現路徑
2.1 規范接地網故障診斷算法
在變電站接地網故障診斷成像系統實現過程中,規范接地網故障診斷算法是非常必要的。對于此,要求相關技術人員在對故障診斷成像系統進行操控的過程中應著重強調應用牛頓拉夫遜法即NR法的重要性,且應注重在接地網故障診斷計算中充分利用非線性方程即f(x)=0泰勒,如下:
此方程式即表示f(x)在xk處有二階導數存在的情況。此診斷方法的運用可在一定程度上提高診斷結果的精準性,為此,應提高對其的重視程度。此外,Tikhonov正則化處理也是接地網故障診斷算法之一,即其可實現對求逆問題的有效處理。為此,應注重將其應用于接地網故障診斷中,便于相關技術人員在故障問題診斷過程中能及時發現接地不良問題,對其展開行之有效的處理,穩固變電站接地網運行狀態。
2.2 完善測量方式
在變電站接地網故障診斷中測量方式的完善應從以下三個方面入手:第一,在變電站接地網故障診斷中應用基于二電極法的電阻測量方法是非常必要的,此種測量方法的應用要求相關技術人員在故障診斷過程中應設定電路中某一電阻為待測電阻,繼而由此構建相應的等效模型,同時通過電壓表測量電壓的方式來對接地網運行現狀展開細致的分析;第二,基于四電極法的電阻測量也是變電站接地網故障診斷測量方式中的一種,其在故障診斷中的應用可在一定程度上減少電路定電阻對測量結果的影響,繼而提升測量結果的精準性;第三,基于四電極法的16通道循環測量方式應用優勢即體現在其可在一定程度上緩解測量精準性及效率問題。同時,16通道循環測量方式對測量次序提出了更高的要求,為此,應提高對其的重視。
2.3 開發軟件系統
在變電站接地網故障診斷成像系統構建中開發軟件系統也是至關重要的,對于此,首先要求當代電力部門在發展的過程中應結合MATLB Engine構建多層土壤參數反演功能模塊,且在反演程序中將所要測試的對象名稱輸入到其中,繼而通過程序運行查找出相應的計算結果,并將計算誤差控制到最小狀態,形成良好的土壤參數反演結果計算成效。此外,在軟件開發過程中接地網未知拓撲重構模塊的構建也是非常必要的,其可通過MATLB Engine與MATLAB混合編程相結合的方式對接地網未知拓撲進行細致的推理,最終全面掌控接地網未知拓撲可行性,達到規范化的變電站故障診斷狀態。另外,接地網故障診斷成像功能模塊也是軟件系統中的重要組成部分,其要求相關技術人員在軟件系統開發過程中應依據變電站接地網接地狀況對接地網進行建模處理,并設置接地網測量參數,實現軟件系統的良好運行。
2.4 完善硬件系統
變電站接地網故障診斷成像平臺硬件系統的構建應從以下兩個方面入手:第一,由于在變電站接地網故障診斷中對接地網恒流源的穩定性提出了更高的要求,因而在此背景下,相關技術人員在對故障診斷成像平臺進行實際操控的過程中應注重規范激勵電流源模塊設計,繼而由此實現測量裝置的有效控制,并確保微控制器D/A能始終處在穩定的運行狀態,最終提升功率電阻輸出電流的穩定水平;第二,由于開關模塊有助于對控制系統的合理切換,因而在硬件系統完善過程中應注重對其的合理化設計。
3 鐘管變電站接地網綜合分析
3.1 鐘管變電站現場測量
土壤視是鐘管變電站現場測量中的一種,其是基于Wennner四電極法而實現的,因而相關工作人員在實際測量的過程中應提高對其的重視程度,最終達到良好的變電站現場測量狀態。例如,浙江省湖州市鐘管變電站在電阻率測量過程中即始終秉承現場測量原則,并基于接地搖表的基礎上展開了相應的測量行為,同時將測量所得電極間距記錄了下來(單位為:m),為0.4、1、1.4、2、2.4、3、6,對應的電阻率測量值分別為(單位為:Ω?m)446、470、510、580、445、375、275。接地網節點電壓測量也是鐘管變電站現場測量的一種表現形式,即其要求相關技術人員在現場測量的過程中應以劃分施工編號的方式完成測量行為,達到精準化數據測量狀態。
3.2 鐘管變電站土壤特性分析
在鐘管變電站接地網綜合分析中對變電站土壤特性展開分析行為也是至關重要的,對于此,要求相關技術人員在土壤特性實驗過程中應注重將無效數據剔除出去,以此來提高數據分析結果的精準性,同時為技術人員提供良好的數據參考,促使其在數據分析過程中能全面掌控到變電站的土壤特性,繼而在其運行過程中出現相應故障問題可結合其土壤信息對故障問題展開行之有效的解決。此外,為了達到鐘管變電站土壤特性分析目的,要求相關技術人員在土壤特性實驗過程中應注重依據實際狀況構建相應的土壤模型,最終依據土壤模型對其特性展開綜合分析行為。另外,在土壤模型參數反演計算過程中將產生一定的誤差,為此,在模型分析過程中應提高對其的重視程度。
3.3 鐘管變電站接地網故障診斷成像
鐘管變電站接地網故障診斷成像亦有助于鐘管變電站接地網綜合分析行為的展開,因而應提高對其的重視程度。例如,浙江湖州鐘管變電站在對自身實際運行情況進行綜合分析的過程中即強調了故障診斷成像的應用,并在對開關場區進行布置的過程中將接地網節點電壓合理劃分為4組,繼而通過不同組間測量的方式達成了接地網故障成像診斷目的。從以上的分析中可以看出,在鐘管變電站綜合分析過程中強化鐘管變電站接地網故障診斷成像的實現是非常必要的,因而應將其落實到實踐實驗項目中,達到最佳的接地網故障分析狀態。
4 變電站接地網接地性能分析裝置實例
4.1 成果
隨著社會的不斷發展,接地網故障診斷問題逐漸引起了人們的關注。為此,為達到良好的隱患診斷效果,國網河北省電力公司檢修分公司在發展的過程中即提高了對接地網故障診斷的重視程度,并致力于開發變電站接地網接地性能分析裝置,繼而通過對該裝置的應用逐漸緩解了變電站實際運行過程中凸顯出的接地不良等問題,最終達到了良好的運行狀態。就變電站接地網性能分析裝置實際運行現狀來看,其在運行過程中嘗試了對異頻特種電源系統的應用,并在此基礎上有效結合了軟件系統功能,最終達到了精準化接地網接地性能分析狀態。同時,該裝置的構建是基于地表面磁感應強度分布特征達到的性能分析目的,因而相關技術人員在對裝置進行操控的過程中必須強化與其運行特點的有效結合。
4.2 主要技術創新點
經過大量的實驗研究表明,變電站接地網接地性能分析裝置技術創新點主要體現在以下三個方面:第一,在裝置設計過程中實現了工作頻率自由交換模式,即相關技術人員在對裝置進行操控的過程中可在300~400Hz范圍內對電流源系統工作頻率進行調整,以期其能達到最佳的運行狀態;第二,改善分布測量系統也是該設備突顯出的技術創新點之一,即在此基礎上可將測量誤差降至最低,繼而由此為相關技術人員系統操控行為的展開提供有利的數據參考;第三,缺陷探測技術的應用也達到了裝置改良目的,即確保相關技術人員在對裝置進行應用的過程中可精準檢測出接地網運行中存在的故障問題,最終可實現對其故障問題的有效解決。
5 結語
綜上可知,近年來,變電站接地網故障診斷成像系統逐漸引起了人們的關注,因而在此背景下為了給予人們一個良好的用電環境,要求變電站在實際運行過程中應提高對故障診斷問題的重視度,且應從完善硬件系統、開發軟件系統、完善測量方式、規范接地網故障診斷算法等途徑入手緩解傳統變電站接地網故障診斷中凸顯出的問題,達到高水平的故障診斷狀態。
參考文獻
[1] 藍茂明.變電站接地網故障診斷技術研究現狀[J].電氣開關,2012,12(1).
關鍵詞:數字化變電站 ;意義 ;關鍵技術 ;體系結構
中圖分類號:TM76 文獻標識碼:A
1實現數字化變電站的重要意義
變電站自動化技術經過十多年的發展已經達到一定的水平,一定程度上提高了電網建設的現代化水平,增強了輸配電和電網調度的可靠性。然而,傳統變電站自動化系統仍然存在下列問題:
互操作問題
由于不同廠家變電站自動化系統采用的通信技術和協議各不相同,造成產品之間缺乏互操作性,導致集成和維護成本的增加,也降低了系統的可靠性。
電磁式互感器的問題
傳統互感器存在鐵芯飽和、暫態特性差和體積龐大等缺點,難以滿足現代自動化技術的需求。
常規一次設備的問題
目前多數變電站都沒有裝設狀態監視設備,由于缺乏一次設備狀態監視信息,通常只能采用計劃檢修,而不能實現狀態檢修。同時,非智能斷路器設備也不能實現按波形控制合閘角和在線監測的功能。
線纜投資、運行維護費用較高
數字化變電站成功地解決了上述傳統變電站存在的問題,是電力系統發展的必然趨勢,是通訊技術、信息技術和計算機技術發展的必然結果。IEC61850標準以及數字化技術在變電站內的全面推廣應用將是解決這些難題的關鍵所在。目前,國際電工委員會TC57工作組已經制定了《變電站通信網絡和系統》系列標準——IEC 61850,為變電站自動化系統提供了統一平臺和標準框架。隨著電子式電流、電壓互感器、一次運行設備在線狀態檢測、變電站運行操作培訓仿真等技術日趨成熟,以及計算機高速網絡在實時系統中的開發應用,勢必對已有的變電站自動化技術產生深刻的影響,全數字化的變電站自動化系統即將得到廣泛的應用。通過數字化變電站技術的研究和實施,提高變電站自動化系統以及整個電網的技術水平和安全穩定運行水平。
目前我國正在大力建設創新型國家,國家電網公司已成為全國“創新型試點企業”。國家電網公司高度重視科技進步和自主創新,將其作為公司和電網發展的戰略支撐,力爭掌握一批擁有自主知識產權的關鍵技術和核心技術,占據世界電力科技發展制高點,在能源技術創新中積極發揮主體作用和表率作用,服務創新型國家建設。而數字化變電站在各個方面均順應了科技進步和自主創新的要求。首先在技術儲備方面,IT技術與通信技術近些年來的突破性進展使得數字化變電站從技術和經濟角度而言成為可能,智能化電氣設備的發展,特別是智能化斷路器、電子式互感器等機電一體化智能設備的出現,使得變電站進入了數字化發展的新階段;其次在發展水平上看,在數字化變電站的研究、試驗、工程推廣等方面,國外企業也剛剛開展,尤其國內在ECT/EPT及變電站自動化等方面的研究工作并不落后于國外企業,可以說實現數字化變電站是建設創新型電網的要求,也是我國電力行業趕超國際水平的一個契機。
通過數字化66kV變電所的建設與研究,提出適合中國電網結構及運行方式的完整的66kV數字化變電站系統方案,將對鞍山以至整個遼寧電網的數字化建設工作產生積極影響。
數字化變電站含義及其關鍵技術
數字化變電站技術是指基于IEC61850標準建立全站統一的數據模型和數據通信平臺,實現站內一次設備和二次設備的數字化通信,以全站為對象統一配置保護和自動化功能。
其主要特征包括:
——基于IEC61850的全站統一的數據模型及通信服務平臺;
——智能化一次電氣設備;
——基于全站統一授時的網絡化二次設備。
我們認為實現“數字化變電站”的關鍵技術包括以下幾點:
IEC61850的體系架構
全站功能的統一配置
一體化功能系統控制器
通信網絡架構
電子式電流/電壓互感器
智能化的一次設備
全站統一的授時系統
數字化變電站基本內容
分析上述數字化變電站要求可見,完整的數字化變電站方案應包括符合IEC61850標準的全部一次、二次系統的實現。大體可分為以下幾部分內容:
a一次部分
變壓器
開關、刀閘
直流系統等
b二次部分
二次系統在邏輯上按功能可分為過程層、間隔層和變電站層,結構如圖1所示:
硬件設備
為實現圖1所示的邏輯功能,二次系統設備包括:
a.電子式互感器、合并單元
b.變壓器智能單元
c.開關、刀閘控制器
d.直流系統智能單元
e.滿足IEC61850標準的系統控制器
f.監控主機(操作員站,工程師站)
g.遠動主機
h.打印服務器
i.工業以太網交換機和用于光纖通信的光端機
軟件系統
軟件系統采用跨平臺結構設計,可選擇windows、Unix、linux操作系統;數據庫結構按照IEC61850模型定義、實現,所有程序支持IEC61850模型。系統集成工程化工具為工程人員或用戶提供完善、方便的配置、測試、維護手段,包括系統的配置/組態、實時庫的管理、模型、通信的一致性測試、SCL配置文件和參數化的管理等功能。
站內通信網絡
系統應以網絡交換以太網技術為基礎,站級總線采用星型結構光纖10M/100M以太網,組網方式為VLAN虛擬以太網,具有自愈功能;過程總線選擇星型結構光纖100/1000Mb以太網,防止出現實時信息在網絡上發生碰撞以至影響實時響應要求。必要時可考慮采用VLAN優先級協調多以太網跨過多交換機運行。
在66kV數字化變電站的設計方案中,根據需要傳輸的數據量的計算結果,站級總線和過程總線均采用星形結構光纖100M以太網。
授時系統
時鐘同步系統由網絡時間服務器(主時鐘)及時鐘擴展輸出裝置(擴展時鐘)組成。時鐘同步系統具有兩臺互為備用的網絡時間服務器,時鐘擴展輸出裝置的具體數量根據現場實際進行選項匹配,以滿足時間系統對信號數量和種類的要求。網絡時間服務器和時鐘擴展輸出裝置既可以集中組屏,也可根據現場的實際情況單獨組屏。
參考文獻
[1]謝型果.IEEE1588時鐘同步報文硬件標記研究與實現[A].華中科技大學碩士學位論文[D].2008(06).