傳統(tǒng)變電站模式已經不適應現(xiàn)代電力大系統(tǒng)的管理要求。數(shù)字化變電站可以認為是變電站自動化技術發(fā)展至今所經歷階段性的必然結果,目前的變電站應用先進的現(xiàn)代化技術,在各級電力網絡中成為中轉、變換、輸配的重要環(huán)節(jié),強有力地發(fā)揮了其安全、穩(wěn)定運行的作用。
一、數(shù)字變電站的技術基礎
對數(shù)字化變電站而言,其表現(xiàn)形式可以這樣理解為在獲取信息、處理信息、傳輸信息時的過程中,設備在實現(xiàn)全部智能化的基礎上,信息完全以數(shù)字化形式來進行網絡通信,并且網絡的接口是標準化的,在管理和操作的具體內容上是自動化形式,具備這樣內涵的的變電站可以認為基本上具備了數(shù)字化變電站的主要特征。
對于以上數(shù)字化變電站,可以通過以下內容來描述其技術基礎。
1.信號采集和回路驅動與控制全面數(shù)字化。運用微處理器和光電技術來達到信號采集和驅動數(shù)字化,在邏輯控制和繼電器回路中應用PLC(可編程控制器)來實現(xiàn)數(shù)字化,在有線信號載體方面使用光電轉換線纜和光纖完成數(shù)字化信息傳輸。
2.二次設備網絡化。二次設備信息交流、保護、分布式協(xié)調控制形成網絡體系,變電站中的保護單元、檢測、故障診斷、無功控制均采用標準化微機設計組建采用高速網絡通信技術,二次設備通過全網絡化來實現(xiàn)資源共享、信息集成支撐。
二、數(shù)字化變電站的一次智能設備智能化的一次設備,信息共享位數(shù)字變電站提供了扎實的基礎,具有高準確性和可靠性的測控水平,保證二次設備精確獲取信息。
1.智能開關所謂智能開關就是既配置傳感器、控制器和執(zhí)行機構又設置標準數(shù)字接口的可實現(xiàn)網絡通信功能的開關設備。這種設備具有開關基本的功能外,還能能通過網絡成為數(shù)字化監(jiān)測的組成部分,同時具備自診斷、自評估功能。其特點表現(xiàn)為監(jiān)測精確、可靠性高,能夠實現(xiàn)智能控制和順序控制,可通過數(shù)字化接口或接口轉換后掛接在總線或控制網絡上。
2.智能變壓器智能電力變壓器是數(shù)字化變電站重要的基礎設備,可以實現(xiàn)不同電壓等級交流電網的能量轉換。與智能開關相同,智能變壓器也配有傳感器、控制器和執(zhí)行機構,擁有數(shù)字化的網絡接口。除具有一般變壓器的功能外,還具備狀態(tài)監(jiān)測、評估和維護。
與傳統(tǒng)的一次設備相比,智能化設備接受指令能快速響應,準確動作,且具有自適應性。
三、數(shù)字化變電站的網絡監(jiān)控“數(shù)字”變電站離不開網絡技術,網絡技術為實現(xiàn)數(shù)字化變電站提供了有效載體。按照IEC61850標準接口建模,采用分布式網絡結構形式,通常把一、二次設備分為設備級、單元級和站級。站級是最高一級,包括監(jiān)控主機、工程師站和信號遠傳裝置。單元級包括測控設備,分布式的繼電保護單元、PT切換、故障錄波、電壓及無功控制單元等。設備級包括變壓器、斷路器、電流及電壓互感器、隔離開關等設備。
通過網絡將三級設備和裝置連接在一起,數(shù)字變電站監(jiān)控系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)采集與處理、事件順序記錄、故障記錄、操作控制、安全監(jiān)視和人機聯(lián)系功能。
四、數(shù)字變電站管理操作操作和管理自動化是數(shù)字變電站建設內容的一個重要方面,在網絡通信的基礎上,對變電站內的運行狀況、歷史數(shù)據(jù)分析,準確模擬系統(tǒng)設備操作和管理。進一步加強變電站中的操作和管理,尤其是推廣其自動化技術,對保證變電站內部供電的可靠性以及設備維修,準確分析設備有積極作用。
狀態(tài)監(jiān)測與檢修是及時確定事故并實現(xiàn)設備科學管理的關鍵技術。通過狀態(tài)監(jiān)測還可完成大量原始數(shù)據(jù)的歸納和分析,進行故障分析和故障診斷。為維護和檢修設備給予指導,評估電力系統(tǒng)可靠性,還需建立狀態(tài)評估體系評估電網風險。
數(shù)字化變電站是建設智能電力系統(tǒng)的重要部分,采用先進的技術拓寬變電站功能的發(fā)展創(chuàng)新空間,必將在未來為電網安全、經濟、穩(wěn)定運行發(fā)揮巨大作用。