智能变电站关键技术及发展方向

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1、智能变电站关键技术及发展方向智能变电站是智能电网的重要组成部分，是变电站自动化发展的一个軍.要里程碑，对建立更加安全、稳定、高效的电网系统具存重要意义，其技术的先进性对推进智能电网的发展至关重要，本文主要论述了现阶段智能变电站的主要技术特点及现有技术近期的发展方向。版权和著作权归原作者所右，如存不愿意被转载的情况，己关键何智能变电站；关键技术；发展TM72A2095-6363(2017)06-0033-01智能电网被认为是21世纪电力系统的重大技术创新之一，而智能变电站是智能电网的重要基础和支撑。智能变电站是指，采用可靠、集成、先进、环保、低碳的智能设备，以全站

2、信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、？f同互动等高级功能的变电站［1］。智能变电站的安全运行是电网安全运行的保障，而其技术的先进性对推进智能电网的发展至关重要。本文将对目前国内智能变电站现状及近期智能变电站的技术发展方向进行简单概述。1变电站自动化的发展历程变电站的自动化发展历程经历了3个阶段。各个阶段的技术特点如下：变电站自动化发展的第一阶段：1）面向功能的集中式远动终端装置+常规保护；2）常规继电器+二次接线+远动终端装置；3

3、）遥控信息实现二遥或者四遥；4）保护装置采用硬接点连接；5）功能简单且系统连接复杂，系统整体性能指标较低。变电站自动化发展的第二阶段：1）面向功能的分布式单元微机保护加微机测控装置模式；2）保护装置与测控装置分幵独立配置；3）采用现场总线技术；4）采用通信管理单元；5）系统扩展性能较差。变电站自动化发展的第三阶段：1）面向对象、面向间隔设计的分层分布式系统结构；2）采用以问隔为对象的保护测控装置；3）保护和监控网络独立组网，装置直接接入以太网；4）系统配置灵活、扩展性强。2智能化变电站关键技术2.1互感器技术目前智能变电站为完成电压、电流就地采样数字化，主要采用

4、“电子式互感器”或“常规互感器+合并单元”。根据电子式互感器高压部分是否需要工作电源，电子式互感器可划分为有源式和无源式两大类。相对于传统互感器，电子式互感器最为显著的优点是其高压侧与低压侧无电气连接，其大大简化了互感器的绝缘结构，提高了绝缘性能。电子式互感器相对于常规互感器还具备暂态范围大、输出信号可直接输入保护设备和微机化计量、体积小、质量轻等优点。但就近年来的实际运行经验而言，电子式互感器的故障率仍远高于传统电流互感器；温漂问题仍是无源型电流互感器的技术瓶颈，0前厂家为解决温漂问题，多采用实测温度对线性双折射和维尔德常数进行补偿，但此方法没有从根本上解决该

5、问题。电子式互感器中采用了光学器件、电子器件等相对易耗元件，采集器故障率仍较高［2］。总而言之，由于电子式电流互感器仍处于应用初期的磨合阶段，有很多技术问题尚待解决与完善，常规电流互感器与其相比，在运行可靠性方面及价格仍具有很大优势。因此目前智能变电站仍广泛采用“常规互感器+合并单元”的方式。电子式互感器完全取代“常规互感器+合并单元”是智能变电站的发展趋势，但目前急需解决如下技术瓶颈：1）无源型电子式互感器温漂问题；2）有源型电流互感器功能问题；3）长期可靠性问题。2.2网络结构现阶段在逻辑上智能变电站网络可划分为三层网络结构，分别为站控层网络、间隔层网络和过

6、程层网络。2.2.1站控层网络站控层网络可传输MMS报文和GOOSE报文，实现站控层设备之间、站控层设备与间隔层设备之间的通信。站控层网络采用双星型拓扑结构，采用双网双工冗余网络的运行方式，可满足网络无缝切换功能。站控层网络采用丽S、GOOSE、SNTP时间同步三网合一、共网运行。2.2.2间隔层网络间隔层网络可传输MMS报文和GOOSE报文，实现间隔层设备与本间隔其他设备、与其他间隔设备之间的通信。目前智能变电站间隔层网络广泛采用双重化星形以太网络，间隔层设备通过两个相互独立的以太网控制器接入双重化的站控层网络。2.2.3过程层网络过程层网络传输GOOSE报文

7、及SV报文，完成过程层设备之间、间隔层设备之间、过程层与间隔层设备之间的通信。目前智能变电站各电压等级过程层网络通常采用如下配置方案：500kV过程层SV、GOOSE网络采用星形双网结构独立配置，220kV过程层SV与《）OSE共网传输、双网配置，llOkV过程层SV与GOOSE网共网传输、单网配置，35kV、10kV不配置独立过程层网络［3］。未来随着二次设备就地下放及一次、二次设备完全整合，智能变电站的可将现阶段的三层设备两层网络结构优化为两侧设备一层网络结构。2.3一次设备在线监测智能变电站在线监测系统是变电站综合监测、故障诊断的在线动态系统，可为智能变电

8、站提供在线监测与故障诊断