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我國智能電網研究主要關注的十項要害手艺

宣布時間:2012年06月07日 16:06    宣布者:1770309616
要害詞: 儲能 , 特高壓 , 智能電網
  電力系統是一個手艺辘集型的行業,新手艺的應用與電力系統生長是親近相關的,也是推動電網生長的強年夜動力。我們國家現在的電網生長曾經進入了一個新的生長階段,建成了一個特高壓的主干網架,憑證電網電壓協調生長的強硬智能電網正在穩步推動。要實驗電網智能話生長,存在許多手艺性效果和尋釁。
  要處置賞罰風電場年夜規模并網,給電力系統平牢结实性評價剖析及對策等效果。處置賞罰變電站自動化調劑中央自愈才氣。漫衍式發電并網、需求式治理。攻克新型直流輸電、年夜規模儲能,超導電力等手艺效果。在電力市場方面,要處置賞罰市場系統設計、電價機制設計、電力生長機制等效果。
  中國電力迷信院總工程師印永華簡介,現在我國智能電網研究主要關注以下十項要害手艺上:
  1.特高壓交、直流輸電手艺
  (1)2011年12月份,特高壓科技工程順遂投入運轉,特高壓交流輸電手艺順遂經由歷程了500萬千瓦的輸電才氣磨練,具有了年夜電源在小我私人外送輸電工程中往外保送的條件,我們一期工程最年夜只能保送240萬千瓦左右的才氣,經由擴建以后, 增添了變壓器,保送才氣逾越了500萬千瓦12月8日12時~15時,工程在電網全接線運轉要領下,穩固運轉在500萬千瓦水平,勻稱功率518.7萬千瓦。其中14時12分~48分,阻拦了超500萬千瓦功率運轉實驗,勻稱功率533.8萬千瓦。
  (2)年夜容量特高壓開關
  我國在國際上率先建設了63千安特高壓開關的實驗才氣,并首次研制樂成電力品級最高、電流開斷才氣最強的特高壓開關,完成了天下高壓開關實驗和制造手艺的嚴严重年夜突破。
  (3)特高壓升壓變壓器
  動力基地年夜型發電機組經由歷程特高壓升壓變壓器直接接入電網,有益于前進電源送出通道保送才氣,施展特高壓年夜容量書店的優勢。特高壓升壓變壓器屬天下首次研制,國網公司組織三年夜變壓器廠團結攻關,在天下上首次研制樂成特殊容量100萬千伏安的雙柱特高壓變壓器,代表了國際同類裝備制造的最高水平。
  (4)特高壓同塔雙回輸電手艺
  特高壓同塔雙回路的走廊寬度與兩個單回路相比,可以從140米降低至80米,團結后續特高壓工程,對特高壓同塔雙回輸電的要害手艺阻拦了深刻研究,作業了過電壓絕緣合營、導線排列、雷電防護、潛供電流、桿塔設計等要害手艺。現在,已在安徽淮南—上海特高壓輸電工程中取得應用。
  (5)特高壓可控高抗手艺
  接納可控高抗手艺,能夠靜態賠償輸電系統的柔性輸電功率,調治系統電壓,可以限制系統的高電壓,前進系統的安然性。特高壓可控高抗手艺在天下上屬于首次研制。現在曾經周全突破系統集成等要害手艺。
  (6)±1100kV特高壓直流輸電手艺
  ±1100kV特高壓直流輸電要害手艺研究曾經取得嚴严重年夜停留,手艺尺度已正式宣布,為周全睜開裝備研制和成套設計和實驗打下了堅實的基础。
  (7)特高壓多段直流輸電手艺
  特高壓多段直流輸電手艺研究已周全睜開,主回路結構、主接線要領、過電壓及絕緣合營、系統運轉要領及控制戰略等實驗研究使命已取得泉源效果。在動力基地多個電源協調外送,向多個受端系統供電等方面具有應用價值,將前進特高壓直流輸電系統的無邪性和安然性。
  2.智能輸變電裝備手艺
  裝備手艺是完成智能電網的基础,經由歷程將智能手艺整合到輸變電裝備中,使其向年夜容量、低消耗、情形友好、智能化偏向生長,是前進供電可靠性的主要保證。
  (1)變壓器
  朝著高可靠性、安然(難燃、低噪聲)、低消耗、智能化及緊湊化偏向生長,其手艺經濟目的將會進一步前進,隨著未來新質料和新手艺的生長,變壓器也將隨之泛起厘革。
  (2)斷路器
  SF6斷路器一連在高電壓、年夜電流、高可靠性和選相控制的偏向生長。真空斷路器會一連向高電壓生長,固態斷路器將主要應用在一些須要高性能開斷和投入的場所。在直流輸電領域,高壓直流斷路器的研制和應用,將推動多段直流輸電的生長,推動電網形狀發生厘革。
  (3)電子式互感器
  電子式互感器將取得普遍應用,研究的重點包羅:手艺尺度化和智能化;本國相關手艺;功效拓展等等。
  (4)輸變電裝備在線監測及誤差診斷手艺
  變電站和輸電線路的在線監測和智能掩護手艺將迅速生長,周全接納智能傳感手艺和自動實時的預警機制。徐徐完成變電站一次主裝備的全息監測和實時狀態評價,在輸電線路中裝置監測導線、桿塔、絕緣子的電、熱、力、像等傳感器,實現在線監測。
  (5)輸電裝備新質料
  為了進一步節約走廊、前進保送容量、減小消耗,輸電裝備年夜量接納節能、環保的新質料,輸電導線的電、熱、機械性能將進一步前進。年夜截面導線、耐熱導線、復合資料芯導線、復合絕緣子、高強度鋼材和鋼管桿塔將普遍應用;高壓復合資料桿塔將泉源研制。隨著超導質料手艺的突破,遠期超導輸電手艺將徐徐取得應用。
  3.新型電力電子器件及應用手艺
  電力電子手艺和裝備應用于交、直流輸電系統,可以顯著前進電網發、輸、配、用各個環節的可控性,推動風能、太陽能等可再生動力的開發和應用,是完成強硬智能電網的主要保證。隨著質料手艺的生長,電力電子器件級的手艺會照應取得突破,對輸電手艺系統發生巨年夜影響,將促進電力系統完玉成體手艺提升。
  3.1柔性交流輸電手艺
  國家電網公司體例了“電力系統電力電子要害手艺研究框架”,抓緊睜開柔性交流輸電手艺的研發。現在基于晶閘管半控器件的FACTS裝配已推行應用;基于全控器件的運動同步賠償器(STATCOM)也取得了嚴严重年夜手艺突破,徐徐取得應用。
  3.2柔性直流輸電手艺
  國家電網公司于2006年5月制訂了《電壓源換相高壓直流輸電系統要害手艺研究框架》,周全啟動了該手艺的系統研究。現在,上海南匯風電場VSC-HVDC樹模工程已投入運轉;年夜連1000MW級VSC-HVDC工程進入作育階段;舟山VSC-HVDC工程也泉源前期使命。
  (1)電壓源換相高壓直流輸電手艺(VSC—HVDC)
  接納新型全控型電力電子器件IGBT組成換流器,其主要特點以下:可以對有功和無功功率阻拦準確控制。無需外部交流網供應換相電壓,不會發生換相掉落敗。可以很好地處置賞罰換流器諧波效果。年夜年夜增添無功賠償容量和換流站占職职位。年夜年夜增添無功賠償容量和換流站占空中積。
  (2)電壓源換相高壓直流(VSC-HVDC)配電網
  接納VSC-HVDC手艺,組成配電網,能夠完成對電網參數,群集結構的無邪快速控制,保送功率的公正分配。這屬于前瞻性配電網手艺,現在處于基础現實研究階段,還沒有工程應用。
  4.年夜規模交、直流混淆電網平牢结实控制手艺
  電力系統被譽為最严重年夜的自然系統,也是可靠性請求極高的宏年夜系統,必須應用現金的平牢结实控制手艺,建設完善的年夜規模交直流混淆電網電網協調控制系統。
  年夜規模交直流混聯電網平牢结实控制手艺顯露在以下幾個方面:
  (1)建設在線安然剖析、評價和決議妄图現實,構建預防電網年夜面積停電的在線實時預警和進攻系統。
  (2)智能PSS和TCSC、SVC等FACTS裝備推行應用,到達對群集潮水和母線電壓的快速、膩滑調治與控制。
  (3)應用現金控制及信息手艺,針對交直流混淆、多滯留虧饋入和新動力發電并網等,構建具有高度順應性的電網安然控制系統。
  5.電網調劑的全局優化與協調控制手艺
  電網智能化調劑在智能電網系統中起到“神經中樞”的作用。借助先進的盤算機、通訊、電力系統剖析和控制現實及手艺,完成對電網調劑的全局優化與協調控制,保證年夜電網的安然、經濟運轉。
  (1)構建智能調劑中央
  在信息支持方面,建設漫衍式一體化數據和參數共享平臺,完成基于三維可視化的智能互動式人機交互系統;在電網安然進攻方面,建成在線安然評價和預警防控系統;完成基于PMU的高等應用和廣域平牢结实監控;在電網運轉優化方面,完成妄图和調劑的時空優化協調,完成基于全局信息優化的有功、無功閉環控制。
  (2)建設順應新動力發電的新型能量治理系統
  隨著風、光、儲系統和電動汽車等年夜規模商業化運轉,建設與之相順應的新型能量治理系統。對接入電網的發、用、儲等裝備阻拦統一調劑治理,有用平衡間歇性發電功率和電網負荷狀態之間的不合步性,前進接納間歇性可再生動力發電的才氣。
  6.可再生動力發電友好接入手艺
  開發和應用間歇性電源友好接入手艺,將直接推動風電、太陽能等可再生動力的開發應用。完成種種類型可再生動力發電歷程建模,控制可再生動力年夜規模接入后的系統運轉特點。建設可再生動力發電的功率意料系統和現金的運轉控制裝配,完成對年夜規模間歇式電源有功、無功等物理量的周全控制。
  7.年夜容量儲能手艺
  主要著眼于最有能夠泛起突破并世紀推行應用的年夜容量電池儲能手艺。該項手艺一旦突破,將使現在的配用電系統發生嚴严重年夜厘革,而且也將對風電、太陽能等可再生動力的間歇性效果供應一種可行的處置賞罰妄图。
  8.智能配電網和微網手艺
  著力于前進配電網的智能化水平,重點是配電網對漫衍式電源、微網、電動汽車等新型配用電裝備或系統的接納和順應。開發高等配電自動化系統,順應漫衍式電源、儲能系統、用戶定制電力手艺、電動汽車充放電行動措施等方面的請求;構建智能配電終端軟、硬件平臺,完成短路接地誤差的快速自愈,和電壓和無功綜合優化控制等功效。
  9.無邪接入、雙向互動的綜適用戶服務手艺
  智能用電手艺實現在供電側與用戶之間的雙向互動,從用戶的角度來看,未來電網不再局限于傳統的“供電”,而組成即是綜合供能的現代動力群集,又能供應信息服務等新型功效的綜合群集。
  10.低碳、高效的電力市場手艺
  作育低碳環保、開放有序、競爭充實、弄笑協調、促進安然、服務用戶的電力市場。將可再生、漫衍式新動力與電動汽車、儲能元件等新型市場成員歸入市場裝備平臺,供應安然、清潔、優良的電能服務。
  為保證公正易近經濟生長和人夷易近生涯水平的前進,我國電網正處于加速生長的要害時代,必須增強新手艺和新裝備的研發,為作育安然可靠、經濟高效、清潔低碳、無邪智能的現代化電網供應強硬的保證。
  泉源:北極星智能電網在線
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1770309616 揭曉于 2012-6-7 16:12:34
智能電網狀態檢測要害手艺

  摘要:國家電網公司已提出周全作育強硬智能電網的生長目的,狀態檢測手艺為前進智能電網平牢结实水平和電網裝備治理效益供應了有力的手艺支持。未來智能電網狀態檢測手艺將遠遠超出傳統狀態檢測的領域,不只局限于電網裝備的狀態磨練,而是延伸出更多的復合型高等應用。探討了智能電網狀態磨練要害手艺,包羅輸電線路裝備治理、狀態磨練和全壽命周期治理、智能變電站相關手艺等方面,提出了須要研究的效果和偏向。
  弁言
  電網是經濟社會生長的主要基础家當,是國家動力家當鏈的主要環節,為保證我國未來動力和經濟社會可一連生長,國家電網公司提出了切合我國動力戰略和電網企業需求的智能電網生長形式。智能電網是指電網的智能化,是建設在集成的、高速的雙向通訊群集的基础之上。經由歷程先進的傳感和丈量手艺、先進的裝備手艺、先進的控制措施,和先進決議妄图支持系統手艺的應用,完成電網的可靠、安然、經濟、高效、情形友好和應用安然的目的。憑證IBM中國公司高等電力專家Martin Hauske的詮釋,智能電網有3 個層面的寄義[1]:首先是應用傳感器對發電、輸電、配電、供電等要害裝備的運轉狀態阻拦實時監控;然后把取得的數據經由歷程搜小我私人系阻拦群集、整合;最后經由歷程對數據的剖析、掘客,到達對所有電力系統運轉的優化治理。2009年5月21日 舉行的 “2009 特高壓輸電手艺國際聚會會議”上,國家電網公司總司理劉振亞體現,起勁生長智能電網已成為天下電力生長的新趨勢,到2020年,中國將周全建成統一的強硬智能電網。我國國家電網團結基礎國情和特高壓現實,確立了加速作育強硬智能電網的生長目的,即加速作育以特高壓電網為主干網架,各級電網協調生長,具有信息化、數字化、自動化、互動化特點的統一的強硬智能電網。
  為了前進智能電網平牢结实水平和電網裝備治理效益,須要增強和提升電網行動措施的監控才氣,針對輸變電裝備狀態檢測的有用措施和先進手艺、傳感手艺、狀態評價手艺、信息手艺和通訊支持手艺睜開手艺研究和工程應用。國家電網公司已于2009年7月決議自2010年起周全推行實驗狀態磨練,周全提升裝備智能化水平,推行應用智能裝備和手艺,完成電網安然在線預警和裝備智能化監控。
  1 智能電網與傳統電網在狀態檢測方面的差異
  1.1 傳統電網狀態檢測手艺現狀
  狀態磨練是以裝備以后的現實使命狀態為憑證,經由歷程先進的狀態監測手段、可靠性評價手段和壽命意料手段,斷定裝備狀態,識別誤差的早期情形,對誤差部位及其嚴重水平、誤差生長趨勢作出斷定,并憑證剖析診斷效果在裝備性能降低到一定水平或誤差將發生之前進行維修[2]。狀態磨練的高效睜開,須要年夜量的裝備狀態信息,為裝備狀態評價和狀態磨練戰略的制訂供應基础數據。裝備狀態信息包羅巡檢、運轉工況、帶電檢測、停電例行實驗、停電診斷實驗數據等。
  隨著狀態檢測手艺的生長,人們愈來愈清晰地熟悉到“帶電檢測、在線監測、停電磨練實驗”三位一體的檢測形式代表著未來輸變電裝備狀態檢測手艺的生長偏向。

  帶電檢測浅易接納便攜式檢測裝備,在運轉狀態下對裝備狀態量阻拦現場檢測,其檢測要領為帶電短時間內檢測,有別于耐久一連的在線監測[3]。在帶電檢測手艺方面,國內外現在接納的主要帶電檢測手艺包羅:油色譜剖析、紅外測溫、局放檢測、逝世心電流帶電檢測、紫外成像檢測、容性裝備絕緣帶電檢測、氣體走漏帶電檢測,其中最經常应用、最有用的是局放帶電檢測、油色譜剖析及紅外測溫手艺。特殊是局放帶電檢測手艺,它是現在生長最為迅速、對電氣裝備絕緣弱點檢測最為有用的一種帶電檢測手艺。
  在在線監測手艺方面,現在應用較多的主要集中在變電裝備,而輸電線路和電纜也徐徐泛起一些應用。關于變電裝備,變壓器和電抗器接納的在線監測手艺主要包羅:油色譜、局放、逝世心接地電流、套管絕緣、頂層油平和繞組熱門溫度;CT、CVT、耦合電容等容性裝備主若是對其電容量和介損阻拦監測;避雷重視要監測其泄泄電流;而斷路器、GIS等開關裝備主要在線監測手艺包羅開關機械特點、GIS局放、SF6氣體走漏及SF6微水、密度。其中應用較量成熟有用的:變壓器油色譜在線監測、容性裝備和避雷器在線監測。關于輸電線路,現在主要應用的在線監測措施主要有雷電監測、絕緣子腌臜度、桿塔傾斜、導線弧垂等監測手艺,然則較量成熟的主若是雷電監測和絕緣子腌臜監測。關于電力電纜,主要在線檢測措施是溫度和局放,相對成熟的是漫衍式光纖測溫。
  在停電磨練實驗方面,國內外都組成了一套成熟的預防性實驗措施和規程。
  我國狀態檢測和評價使命還處于起步階段,狀態檢測手艺應用及推行上存在的效果主要有:(1)狀態檢測手艺應用規模不廣,與電網裝備總量相比,狀態監測手艺應用的裝備籠罩面還處于較低水平;(2)狀態檢測裝配可靠性不高,存在誤報情形,而且裝配的誤差率高,運維的使命量較年夜;(3)缺乏統一的尺度和尺度指導,各廠家裝配的使命原理、性能目的和運轉可靠性等差異較年夜,同時種種裝配的校驗措施、輸入數據尺度和監測平臺都各不類似;(4)缺乏深刻有用的綜合狀態評價措施;(5)在線監測手艺須要深化研究,現行的在線監測手艺在裝備弱點檢測方面還存在盲區,狀態參量還不夠富厚,對突發性誤差預警作用不夠顯著;(6)缺乏統一的考察、評價和指導方面的行業治理機構。
  1.2 智能電網與傳統電網在狀態檢測方面的差異
  智能電網對狀態信息的獲得規模將與傳統電網發生很年夜的變換。未來智能電網的狀態信息不只包羅電網裝備的狀態信息,如:發電及輸變電裝備的安康狀態、經濟運轉曲線等;還應有電網運轉的實時信息,如:機組運轉工況、電網運轉工況、潮水信息等;還應有自然物理信息,如:地理信息、氣息信息等[4]。
  傳統電網的信息獲得及應用水平較低,且難以組成系統級的綜合營業應用。智能電網將通訊手艺、盤算機手艺、傳感丈量手艺、控制手艺等諸多先進手艺和原来的電網行動措施阻拦高度融合與集成,與傳統電網相比,智能電網進一步拓展了對電網的全景實時信息的獲得才氣,經由歷程安然、可靠、通常的通訊通道,可以完成臨盆全歷程當中系統種種實時信息的獲得、整合、剖析、重組和共享。經由歷程增強對電網實時、靜態狀態信息的剖析、診斷和優化,可以為電網運轉和治理職員供應越發周全、細膩的電網運轉狀態展示,并給出照應的控制妄图、備用預案及資助決議妄图戰略,最年夜水平的完成電網運轉的安然可靠、經濟、環保。智能電網狀態磨練將不只僅局限于電網裝備的狀態磨練,必將延伸出更多的復合型高等應用。
  2 智能電網狀態檢測要害手艺
  智能電網狀態檢測的應用規模將不再局限于狀態磨練、全壽命周期治理等狹窄的領域,而是擴年夜至對安然運轉、優化調劑、經濟運營、優良服務、環保運營等領域。智能電網狀態檢測手艺應涵蓋以下方面:電網系統級的全景實時狀態檢測;真正意義的電網裝備全壽命周期治理;電網最優運轉要領;實時可靠的電網運轉預警;實時在線快速仿真及資助決議妄图支持;促進發電側經濟、環保、高效運轉等[4]。本文主要探討了輸電線路裝備治理、狀態磨練及全壽命周期治理、智能變電站相關手艺等研究偏向須要研究和處置賞罰的效果及預期到達的目的。
  2.1 輸電線路裝備治理
  輸電線路智能化要害手艺是基于信息化、數字化、自動化與互動化對輸電線路裝備阻拦監測、評價、診斷和預警的智能化手艺,以保證輸電線路運轉的安然性。而輸電線路裝備治理是完成輸電線路狀態檢測從而完成輸電線路智能化的主要方面,詳細而言,針對輸電線路裝備治理的研究需涵蓋的內容以下。
  (1)輸電線路裝備“自檢測”功效研究:研究輸電裝備的特點參量及檢測、監測手艺;構作育備狀態監測和診斷蹊徑圖;轉動優化磨練戰略;構建輸電線路狀態磨練系統。
  (2)輸電線路裝備“自評價”功效研究:構作育備運轉狀態的數字化評價系統,完成裝備的自評價功效;構作育備誤差風險評價模子,完成裝備風險資源的可控治理;建設裝備的經濟壽命模子。
  (3)輸電線路裝備“自診斷”功效研究:研究主要裝備的規范誤差形式,提取有用的特點參量,給出誤差的評判尺度;研究多特點參量反映統一誤差形式時裝備狀態的表征措施;徐徐建設具有自診斷功效的智能裝備手艺系統。
  (4)輸電線路裝備“事故預警、資助決議妄图”功效研究:構作育備運轉可靠性預計模子,完成裝備誤差的數值預告功效;完成裝備壽命周期資源的優化治理;團結裝備的特點參量開發資助決議妄图系統,使其能夠為電網調劑供應裝備的可靠性數值預告信息,供應先進的供電安然快速預警功效。
  2.2 狀態磨練和資產全壽命治理
  狀態磨練歷程當中裝備基础數據的群集與治理、裝備狀態的評價、誤差診斷與生長趨勢意料、殘剩壽命評價等4 個方面的內容是資產全壽命周期治理歷程當中資產的應用、掩護、刷新、更新所須要睜開的基天性使命,同時資產的妄图、設計、推銷的治理也離不開裝備在應用和掩護時代歷史數據、狀態和安康紀錄等的反映。針撲面向智能電網的輸變電裝備的狀態磨練和資產全壽命治理需研究以下內容。
  (1)基于自我診斷功效的誤差形式、誤差風險的數值預告手艺:以油浸式電力變壓器、斷路器和GIS為工具,在低級智能化裝備的基础上,進一步睜開增添自我檢測參量、刷新自我檢測功效的研究;在自我診斷方面,睜開前進智能化水平的研究,完成裝備誤差概率和誤差風險的數值預告,服務于智能化裝備以致電網的安然運轉治理。
  (2)狀態磨練資助決議妄图:在已有輸變電裝備狀態磨練資助決議妄图基礎功效基础上,研究基于狀態磨練的磨練妄图編排及優化手艺、裝備狀態剖析及誤差診斷手艺、輸變配裝備規范弱點尺度化手艺、裝備廠家唯一性標識建設和跟蹤手艺、在線監測數據接入手艺等,并完善擴年夜輸變電裝備的評價導則。
  (3)資產全壽命周期治理:在已有成熟套裝軟件、臨盆治理、調劑治理、營銷治理、可靠性治理、招招標治理、妄图統計等應用基础上,研究電網資產從妄图、設計、推銷、作育、運轉、磨練、技改直至報廢的全壽命周期治理中的種種信息化要害手艺,重點研究裝備資產全息信息模子、裝備資產全壽命周期管控手艺、基于資產體現與服務支持的電力裝備供應商綜合評價手艺、裝備資產全壽命周期優化評價決議妄图系統及其相關算法、基于資產全壽命周期的技改年夜修資助決議妄图手艺等,終究完成以資產全壽命周期評價決議妄图系統為要害支持系統的資產全壽命周期治理系統。
  (4)面向智能電網的裝備運轉和磨練戰略:研究面向智能電網的變電站巡檢手艺、巡檢項目和巡檢手艺尺度;研究面向智能電網的停電實驗和掩護戰略;研究完成切合智能電網運轉特點的裝備停電實驗和磨練建模;研究智能化附件的現場掩護、磨練和檢定手艺和戰略。建設起一套面向智能電網的裝備運轉和磨練手艺系統和尺度系統,知足智能電網的運轉治理請求。
  (5)面向智能電網的裝備壽命周期資源治理戰略:研究種種一次裝備的誤差形式及誤差發生概率,研究種種誤差形式下的磨練模子(所需時間和資天職布紀律),研究種種誤差形式下的風險損掉落(磨練資源、供電損掉落資源、社會影響折算資源等)。面向智能電網,研究裝備的手艺經濟壽命模子,按新、舊裝備分類建設壽命周期資源模子和與之相順應的裝備磨練和替換戰略。面向智能電網,完成裝備壽命周期資源治理手艺系統和尺度系統,知足智能電網的運轉治理請求。
  2.3 智能變電站相關手艺研究
  智能變電站是智能電網的物理基础,其焦點手艺是智能化一次裝備和群集化二次裝備。針對智能變電站相關手艺的研究內容需包羅以下方面。
  (1)智能變電站手艺系統及相關尺度尺度:研究智能變電站的架構和手艺系統,明確智能變電站的界說和定位,制訂照應的尺度和尺度,指導未來智能變電站的作育和運轉,前進智能變電站的尺度化水平、開放性和互操作性。
  (2)智能變電站靜態數據處置賞罰:經由歷程開發開放式的智能化變電站系統,并刷新通訊裝備以便取得更快的數據網絡率,或許把在線丈量數據貯存在當地的一個智能化變電站中,然后,在各個智能化變電站之間交流相關的數據,把每個智能化變電站算作一個Agent,從而完成基于Multi-Agent的全數字實時決議妄图應用。在高等調劑中央側則須要開發廣域全景漫衍式一體化的EMS/WAMS手艺支持系統。
  (3)智能變電站系統和裝備的自動重構手艺:建設智能裝配的模子自形貌尺度,完成智能變電站中系統、裝備的自動建模和模子重構,在系統擴建、升級、刷新時完成智能化、快速化的系統部署、測試、校驗和糾錯,提升智能變電站自動化系統的安然性,增添系統作育和調試周期。
  (4)智能變電站漫衍協調/自順應控制手艺:研發漫衍協調/自順應控制的手艺和措施,處置賞罰無邪分區招致的繼電掩護、穩固拯救和無功賠償裝配定值的自順應修改,完成解列后包羅發電在內的微網和變電站的漫衍式智能控制。
  3 結論
  狀態檢測手艺是為基于狀態的磨練或預知性維修服務的一種手艺,其生長是源于狀態磨練關于電網裝備狀態信息獲得、剖析、評判的手艺性需求。在未來智能電網的狀態檢測中,勢須要前進信息網絡的準確性,增強網絡信息的可靠性和準確性驗證手段,經由歷程遠程、現場校驗和校準手艺,前進監測信息的可用度。同時,智能電網狀態檢測的信息處置賞罰,必須針對不合應用需求,分層漫衍處置賞罰。智能電網狀態檢測的應用規模,將不再局限于狀態磨練,全壽命周期治理等,將會擴年夜到對安然運轉、優化調劑、經濟運營、優良服務等領域。總之,未來智能電網的狀態檢測手艺將遠遠超出傳統電網狀態檢測的領域,檢測規模將年夜幅擴年夜、全方位籠罩,且將為電網運轉、綜合治理等供應內在的應用支持,而不只局限于電網裝備的監測。
  參考文獻:
  [1] IBM 服裝論壇2009,點亮智慧的地球[EB/OL].
  [2] 陳安偉. 輸變電裝備狀態磨練的應用[J]. 電網手艺,2009 ,33(20):215-218.
  [3] 鄧萬婷. 帶點檢測手艺在湖北智能電網狀態磨練形式中的應用[J]. 湖北電力,2010,34(增1):29-31.
  [4] 劉驥,黃國方,徐石明. 智能電網狀態監測的生長[J]. 電力作育,2009,30(7):1-3.
1770309616 揭曉于 2012-6-7 16:17:23
智能化變電站防誤閉鎖手艺探討

  1.弁言
  智能化電站是數字化變電站的升級和生長,是在數字化變電站的基础上,團結智能電網的需求,對變電站自動化手艺阻拦充實以完成變電站智能化功效。智能化變電站是智能電網運轉與控制的要害,是智能電網中變換電壓、吸收和分配電能、控制電力流向和調劑電壓的主要電力行動措施,是智能電網“電力流、信息流、營業流” 三流群集的焦點,是統一強硬智能電網的主要基础和支持,它基于IEC61850尺度,在邏輯上分為站控層、距離層和歷程層,以一次裝備智能化、二次裝備群集化、信息共享尺度化為特點,綜合高等應用功效,徐徐在電力系統取得推行和應用。
  近幾年隨著智能變電站新手艺的賡續應用和推行,防誤閉鎖效果日趨凹陷,若那里明智能化變電站有用防止誤操作事故的發生,現在國際還未組成統一、尺度的看法及處置賞罰妄图。本文就智能化變電站防誤閉鎖的周全性、強迫性、信息共享等幾個要害效果及完成妄图阻拦剖析和探討。
  2. 智能化變電站的功效特點
  智能化變電站的設計和作育,必須在智能電網的配景下阻拦,要知足智能電網作育和生長的請求,體現智能電網信息化、數字化、自動化、互動化的特點。智能化變電站應當具有以下功效特點:
  (1)慎密聯系全網。
  從智能化變電站在智能電網系統結構中的職位和作用看,智能化變電站的作育,要有益于增強全網規模各個環節直聯系的慎密性,有益于體現智能電網的統一性,有益于互聯電網對運轉事故阻拦預防和緊迫控制,實現在不合條理上的統一協調控制,成為組成統一強硬智能電網的樞紐和紐帶。智能化變電站的“全網”熟悉更強,作為電網的一個主要環節和部門,其在電網全體中的功效和作用加倍顯著和凹陷。
  (2)支持智能電網。
  從智能化變電站的自動化、智能化手艺上看,智能化變電站的設計和運轉水平,應與智能電網保持不合,知足智能電網安然、可靠、經濟、高效、清潔、環保、透明、開放等運轉性能的請求。在硬件裝配上完成更高水平的集成和優化,軟件功效完成更公正的差異和合營。應用FACTS手艺,對系統電壓和無功功率,電流和潮水漫衍阻拦有用控制。
  (3)高電壓品級的智能化變電站知足特高壓輸電網架的請求。
  隨著我國電網作育的迅速生長,特高壓輸電線路將是組成我國智能電網的主干輸電網架,必須面臨年夜容量、高電壓帶來的一系列手艺效果。特高壓變電站應能可靠地應對和處置賞罰在裝備絕緣、斷路開關等方面的效果,支持特高壓輸電網架的組成和有用施展作用。
  (4)中高壓智能化變電站允許漫衍式電源的接入。
  在未來的智能電網中,一個主要的特點是年夜量的風能、太陽能等間歇性漫衍式電源的接入。智能化變電站是漫衍式電源并網的出口,從手艺到治理,從硬件到軟件都必須充實推敲并知足漫衍式電源并網的需求。年夜量漫衍式電源接入,組成微網與配電網并網運轉形式。這使得配電網從單一的由年夜型注入點單向供電的形式,向年夜量應用受端漫衍式發電裝備的多源多向模塊化形式改變。與老例變電站相比,智能化變電站從繼電掩護到運轉治理都應做出調劑和改變,以知足更高水平的平牢结实運轉須要。
  (5)遠程可視化。
  智能化變電站的狀態監測與操作運轉都可應用多媒體手艺完生遠程可視化與自動化,以完成變電站真實的無人值班,并前進變電站的安然運轉水平。
  (6)裝備與行動措施尺度化設計,模塊化妝置。
  智能化變電站的一二次裝備阻拦高度的整合與集成,所有的裝備具有統一的接口。制造新的智能化變電站時,所有集成化妝備的一、二次功效,在出廠前完成模塊化調試,運抵裝置現場后只需阻拦聯網、接線,無需年夜規模現場調試。一二次裝備集成后尺度化設計,模塊化妝置,對變電站的制造和裝備的裝置環節而言是根天性的厘革。可以保證裝備的質量和可靠性,年夜量節儉現場施工、調試使命量,使得任何一個異樣電壓品級的變電站的制造釀成簡樸的模塊化的裝備的聯網、毗連,是以可以完成變電站的“可復制性”,年夜年夜簡化變電站制造的歷程,而前進了變電站的尺度化水平和可靠性。出于以上需求的推敲,智能化變電站必須從硬件到軟件,從結構到功效上完成一個飛越。
  3.智能化變電站防誤閉鎖應推敲的幾個要害效果
  3.1防誤閉鎖的周全性
  智能化變電站防誤閉鎖的要害點之一是要完成防誤閉鎖的周全性。假設閉鎖不周全,將弗成防止地留下誤操作隱患。周全性主要顯露在以下幾個方面:
  首先,防誤閉鎖須要籠罩變電站運轉、操作、磨練等各個環節,不會由于某個環節防誤功效的缺掉落而對所有防誤操作發生影響;
  其次,防誤閉鎖須要籠罩所有手動和電動裝備,不克不及由于某種裝備類型少或閉鎖艱辛就忽視對某些裝備的閉鎖措施,包羅斷路器、隔脫離關等一次裝備和能夠發生誤操作的暫時接地線、網(柜)門等;另外,電氣裝備操作豈論是在遠方、站控層、距離層照樣在裝備級層長阻拦操作控制,豈論是對伶仃裝備阻拦操作照樣法式模范模范化操作,都應具有防誤閉鎖措施。
  3.2防誤閉鎖的強迫性
  甚么是強迫閉鎖,國家電網公司《防止電氣誤操作安然治理劃定》中給出的明確界說是:在裝備的電動操作控制回路中勾通以閉鎖回路控制的接點和鎖具,在裝備的手動操控部件上加裝受閉鎖回路控制的鎖具。其要點有兩個方面,一是高壓裝備的電控回路串接閉鎖接點,手動部件裝設鎖具,二是閉鎖接點或鎖具由閉鎖回路控制。是以,豈論閉鎖須要的回路若何完成,其手艺基础是閉鎖接點與閉鎖鎖具。
  在數字化變電站中,掩護、測控裝配等二次裝備不再泛起老例功效裝配重復的I/O 現場接口和二次回路,它直接經由歷程光纖通道和智能操作單元和合并器相連,也就是說電動和手動操作的控制回路曾經下放到了歷程層的智能操作單元或許直接放到了智能一次裝備外部。針對這類變換,怎樣在控制回路中串接閉鎖節點和在操控部件上加裝閉鎖鎖具以完成強迫性閉鎖功效,將成為一個新效果。
  雖然在智能化變電站中,強迫閉鎖的完成遇到了新的效果,但這一請求是必須且弗成回避的,完全依附監控系統的邏輯閉鎖軟件來完玉成站的遠方、就地操作防誤閉鎖功效,存在操作隱患,不克不及完全處置賞罰因監控主機、測控單元的軟、硬件發生誤差或運轉職員操作欠妥時组成的電氣裝備誤動效果,雖然處置賞罰了閉鎖的邏輯效果,然則知足不了強迫性的請求。
  3.3防誤閉鎖系統的自力性和與其它系統的信息共享效果
  要保證數字化變電站中防誤閉鎖的周全性和強迫性,就要使防誤閉鎖系統自己具有一定的自力性,在自動化系統癱瘓,系統不克不及阻拦遙控操作時,不克不及影響就地手動操作防誤閉鎖功效的應用。防誤閉鎖系統自己的自力性和數字化變電站中強調的裝備信息共享準繩是不抵觸的,由于數字化變電站各裝備及系統之間數據交互接納統一的IEC61850尺度,強調互聯與互操作性,以是防誤閉鎖裝配和自動化妝置之間數據交互不像傳統變電站那樣,缺乏統一通訊尺度,互聯艱辛的效果曾經不復存在,在數字化變電站中是完全可以做到保持防誤閉鎖裝配自力性基础上的信息統一和共享的。
  4.智能化變電站防誤閉鎖
  智能化變電站防誤閉鎖系統完成變電站內種種操作的防誤閉鎖,完成智能變電站防誤閉鎖的強迫性和周全性請求,并完成與監控系統站內模子信息共享,監控系統與防誤閉鎖系統信息交互免裝備。系統架構以下圖:
  系統憑證IEC61850尺度三層架構系統構建,由站控層防誤主機,距離層智能防誤裝配,歷程層智能閉鎖單元、機械和電氣鎖具及閉鎖附件,和電腦鑰匙等組成。防誤主機、智能防誤裝配、層智能閉鎖單元之間接納的均為IEC61850尺度,主要功效特點以下:

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  4.1系統信息共享
  由于智能化變電站各裝備及系統之間數據交互接納統一的IEC61850尺度,為防誤閉鎖裝配和自動化妝置互聯與互操作性供應了手艺憑證,二者之間的數據交互艱辛的效果曾經不復存在,可以在誤閉鎖裝配自力的基础上完成信息統一和共享。完成要領:距離層61850智能防誤裝配從監控系統取得全站SCD文件,經由歷程MMS服務直接從測控裝配或監控主機獲得五防邏輯須要的實遙性、遙測數據;距離層智能防誤閉鎖裝配經由歷程MMS服務為監控系統供應網門、地線等手動裝備的虛遙性。
  4.2防誤閉鎖周全性
  系統憑證IEC61850尺度三層架構系統構建,將基于IEC61850尺度的智能變電站防誤閉鎖系統劃分為三層,即站控層防誤主機,完成站控層防誤;距離層智能防誤裝配以IEC61850尺度設計,能夠對五防主機和監控系統供應裝備操作的所有五防功效,包羅順控功效,完成距離層防誤。歷程層基于GOOSE通訊的智能閉鎖單元、歷程層傳統鎖具完成歷程層防誤。并預留集控防誤和防誤延伸產物接口。
  4.3防誤閉鎖強迫性
  為防止歷程層群集GOOSE報文弱點或監控系統未經防誤系統解鎖直接操作智能電動開關裝備而能夠招致的誤操作,在歷程層上設置支持GOOSE服務的智能閉鎖單元,完成防誤閉鎖的強迫性請求,智能閉鎖單元經由歷程將常開接點串接于一次裝備遙控跳合閘回路完成強迫閉鎖,智能閉鎖單元只需在吸收到智能防誤裝配的允許解鎖GOOSE新聞,才驅動常開接點閉合,解鎖相關裝備。智能閉鎖單元也支持就地操作時應用電能鑰匙對其阻拦解閉鎖操作。
  另外對電動裝備的操作機構、匯控柜和暫時接地線、網(柜)門等不克不及阻拦電動操作的裝備,加裝機械和電氣鎖具,經由歷程電腦鑰匙對其阻拦解閉鎖操作。
  4.4順控操作
  順控操作由距離層61850智能防誤閉鎖裝配和監控系統合營完成,智能防誤閉鎖裝配具有優勝的互操作性和開放性,自己融合了從權限治理、唯一操作權限治理、模擬預演、實時邏輯剖斷、閉鎖元件五個方面完全地完成了對裝備操作的防誤功效。
  5.受控站的功效
  吸收到操作義務后,首先在受控站的監控主機上挪用指令票,指令票經系統剖析后,發送給受控站的智能防誤裝配阻拦邏輯驗證。驗證效果前往到監控主機阻拦人工確認,確認經由歷程后,由監控主機自動完成控制操作。歷程:監控主機把要操作的裝備向智能防誤閉鎖裝配發送解鎖請求,智能防誤閉鎖裝配吸收到解鎖請求后,阻拦實時防誤邏輯驗證,經由歷程后,對智能閉鎖單元下達解鎖操作敕令,智能閉鎖單元解鎖樂成后,智能防誤裝配向監控主機發送允許操作指令,監控主機吸收到指令后向距離層的測控裝配下達遙控推行敕令。遙控操作完成后,智能防誤閉鎖裝配自動對智能閉鎖單元下達閉鎖操作敕令,恢復閉鎖。云云自動序次阻拦,直到操作阻拦。假設操作歷程泛起事故或異常,系統自動阻拦,由運轉職員干預干與處置賞罰。

  6.監控中央的功效
  吸收到操作義務后,首先在調劑中央的監控主機上挪用指令票,此指令票發送到受控站的遠動裝配,由受控站的遠動裝配阻拦操作法式模范分化。然后發送給受控站的智能防誤閉鎖裝配阻拦邏輯驗證,驗證經由歷程后受控站的遠動裝配把操作法式模范上送到調劑中央監控主機阻拦人工確認。確認經由歷程后,由受控站的遠動裝配自動完成控制操作。歷程同受控站,二者不合在于監控系統的推行工具發生了變換,由受控站的監控主機釀成了遠動裝配。
  7.妄图的優勝性
  防誤系統自力運轉,對其他裝備的運轉無影響,在其它電氣裝備或系統誤差時,仍可完成防誤閉鎖功效。
  距離層智能防誤裝配不只可以完成距離層的防誤,把測控裝配之間的相互通訊完成的閉鎖,轉化為由智能防誤裝配來完成,減輕了系統的龐洪水平和不合廠家測控互連的難度,和邏輯變換后或增添距離層后掩護的難度,還可以完成順控的防誤閉鎖功效。
  不只可以完成其他防誤周邊產物(高壓帶電顯示閉鎖裝配、接地治理裝配、智能鑰匙治理機等)無縫融入到全站的防誤系統中,而且還可以便利的接入集控防誤系統,有用地降低了系統造價,防止重復投資,前進投入產出比。
  8.總結
  上述妄图從防誤操作的強迫性與周全性準繩出發,防誤系統在各層保持自力性的基础上,完成了不合條理的周全閉鎖,包羅站控層、監控中央/集控中央的順控操作防誤。智能閉鎖單元和老例鎖具的應用完成了歷程層操作防誤的強迫閉鎖功效。此妄图在部門智能變電站取得實驗驗證,取得用戶的高度好評,是現在周全而完善的智能化變電站防誤閉鎖系統處置賞罰妄图。
  【參考文獻】
  [1]國家電網公司《防止電氣誤操作安然治理劃定》。
  [2] 國家電網公司企業尺度《智能變電站手艺導則》。
  [3]《國家電網公司2011年新建變電站設計填補劃定》。
  泉源:電力自動化產物信息
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