智能變電站關鍵技術應用研究畢業設計論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 得的被監測設備狀態信息，采用基于多信息融合技術的綜合故障診斷模型，結合被監測設備的結構特性和參數、運行歷史狀態記錄以及環境因素，對被監測設備工作狀態和剩余壽命做出評估。2． 防誤功能擴展應用 智能變電站主要采用了以下防誤閉鎖的關鍵技術：(1)相對于常規變電站的防誤閉鎖，智能變電站增加了監控中心層面的防誤閉鎖邏輯。(2)順序控制操作方式，所謂順序控制是指通過監控中心的計算機監控系統下達操作任務，由計算機系統獨立地按順序分步驟地實現操作任務。全站所有隔離開關、接地開關防誤操作方式為：遠控、近控均采用邏輯防誤加本間隔電氣節點防誤。其中邏輯防誤通過GOOSE傳輸機制實現，取消常規HGIS和GIS跨間隔電氣節點閉鎖回路，通過GOOSE信息實現跨間隔操作的閉鎖。2．智能變電站監控系統上安裝有智能告警及事故信息綜合分析決策系統51，對信號進行分類顯示處理，提取故障報警信息，輔助故障判斷及處理(見圖3)。根據變電站邏輯和推理模型，實現對告警信息的分類和信號過濾，對變電站的運行狀態進行在線實時分析和推理，自動報告變電站異常并提出故障處理指導意見，為主站提供智能告警，也為主站分析決策提供事件信息。系統根據告警信號重要性，將每個告警信號進行定義，標注出重要等級，以實現告警信息可按分類分頁顯告警實時顯示窗口可由多個頁面組成：時序信息、提示信息、告警信息、事故及變位信息、檢修信息、未復歸告警信息。另外，告警信息可按廠站或間隔進行過濾，即只顯示某個廠站或間隔的信息。2． 智能操作票系統 智能操作票系統應當包含順序控制軟件和五防聯閉鎖軟件的功能。智能操作票系統可以充分利用平臺提供的各項功能以及服務，共享實時SCADA模型及圖形，保護模型，并實現實時態和模擬態數據可靠隔離，保證了整個過程的安全、實時、可靠。系統基于網絡拓撲的接線模型識別，開票規則的用戶自定制，操作票的智能推理，業務表單的自由定制，多種開票方式的靈活切換，操作票生命周期的全過程管理；采用徹底的圖票一體化技術，即圖中開票、票中執行，提高了操作票整個運轉生命周期的可視性以及直觀性；嚴格地基于系統拓撲五防的校驗機制以及完善的權限管理機制。保證整個過程的實時、安全、可靠。 電壓無功自動分析控制 電壓無功控制系統將區域子系統電壓控制作為第二級控制，以子系統的電壓合格、經濟和最少操作次數為目標，實現子系統內上下級變電站之間的智能協調控制，實現子系統內各變電站之間的智能協調控制。無功電壓自動控制系統首先從調度自動化系統采集數據，送入電壓分析模塊和無功分析模塊進行綜合分析，形成變電所主變分接頭調節指令、變電所電容器投切指令、多主變經濟運行指令，交由調度中心或集控中心控制系統執行。當前電力系統中相當一部分的變電站還是實行有人值班、設備定期檢修的模式。智能變電站的建設與發展無疑給廣大從事電力設計、安裝、調試、檢修、運行人員帶來挑戰。變電站安全運行將直接影響電網的穩定性，為確保其安全運行，應從以下幾個方面考慮：(1) 智能變電站設備檢修，應能依托順序控制及工作票自動管理系統， 自動生成設備和網絡的安全措施卡，指導檢修設備進行可靠、有效的安全隔離。(2)工作票自動管理系統應能根據系統方式的安排和調度員的指令，自動生成相關內容和步驟，并能與順序控制步驟進行自校核和自監控。(3)通過在線監測和實時分析診斷等技術，能對站內主要設備健康狀況進行監測。建立站內全景數據的統一信息平臺，供系統層各高級應用子系統進行統一、標準化、規范化的數據存取訪問及向調度系統進行上送。其中，信息一體化平臺作為未來變電站的信息出口，可用于變電站的監視與控制，安裝于安全一區；為了確保變電站的安全性要求，信息一體化平臺獨立于目前的監控系統，其實施不影響站內設備正常的運行和控制。(4)明確智能輔助控制系統的功能，研究相關實現技術。 智能變電站在當今電網生存的優勢智能變電站是智能電網的重要內容，變電領域的發展重點是智能變電站，智能變電站對智能電網的建設將起到先驅作用。智能變電站的主要優勢：光纖代替電纜，設計安裝調試都變得簡單模擬量輸入回路和開關量輸入輸出回路都被通信網絡所取代，二次設備硬件系統大為簡化統一的信息模型，避免了規約轉換，信息可以充分共享可觀測性和可控性增強，產生新型應用：如狀態監測、站域保護控制主要體現在以下幾個方面：引進了電子式互感器、合并單元智能終端、交換機等新裝置；采用了IEC 61850標準、IEEE 1588新標；其中繼電保護系統、通信網絡結新體系結；同時研發了一些新功能。而智能變電站本質優點主要體現在：過程設備數字化，主要為電子式互感器/合并單、智能終；信息傳輸的網絡化，主要為IEC 61850標及網絡通信技術。3 智能變電站技術現狀 智能變電站的特征到目前為止，對于智能變電站并尚沒有統一的明確定義，但“以高速網絡通信平臺為信息傳輸基礎，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監測等基本功能，并可根據需要支持電網實時自動控制、智能調節、在線分析決策、協同互動等高級應用”這些智能變電站基本認識在學術界和工程界已達成共識。剖析我國智能電網發展目標和基本技術特征，從中可以進一步理解智能變電站的技術內涵。信息化是堅強智能電網的基本途徑，體現為對實時和非實時信息的高度集成和挖掘利用能力；數字化是堅強智能電網的實現基礎，以數字化形式清晰表述電網對象、結構、特性及狀態，才能實現各類信息的精確高效采集與傳輸；自動化是堅強智能電網發展水平的直觀體現，依靠高效的信息采集傳輸和集成應用，實現電網自動運行控制與管理水平提升；互動化是堅強智能電網的內在要求，通過信息的實時溝通及分析，實現電力系統各個環節的良性互動與高效協調，提升用戶體驗，促進電能的安全、高效、環保應用。按照堅強智能電網要求，目前變電站自動化系統信息共享程度較低，綜合利用效能還未充分發揮；設備檢修模式較為落后，需要加快由定期檢修向狀態檢修過渡；一次裝備的智能化技術水平有待提高。因此，建設智能變電站應著重于三個方面：智能一次設備；信息共享；在線監測。智能變電站的智能主要體現在兩個方面[5]，即智能設備和智能高級應用。所謂智能設備，是指一次設備和智能組件的有機結合，其中，智能組件是二次設備的統稱，包括測控裝置、保護裝置、測控保護裝置、狀態監測裝置、智能終端等，也可以是幾個裝置的集合，如GIS匯控柜、屏柜等。這些智能組件就像一次設備的“管家”，幫助一次設備做好傳輸和分配電能的工作，還具有測量、控制、保護、計量等功能。智能變電站的第二個特點是智能高級應用。目前，傳統的變電站已經實現了自動化，但是相對于調度機構來說很“聽話”，也是被動的，智能變電站可以與調度機構友好互動。因為智能組件的廣泛應用，智能變電站采集的數據是全景式的，因而信息量非常大，但是這些數據不是不加分析就傳輸給電網調度機構，而是通過站內的信息一體化平臺以及變電站自動化系統高級應用模塊，對數據進行初步的挖掘、分析，實現智能告警、順序控制、設備狀態可視化、事故綜合分析決策等。比如，通過對變壓器在線檢測的運行數據進行分析可發現設備存在的隱患，系統會進行統計評估，對越限值發出告警信息。智能變電站強調全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化。此外，還具有功能集成化、結構緊湊化、狀態可視化等顯著技術特征，易擴展、易升級、易改造、易維護，被認為是變電站發展歷史上的一次革命。 智能變電站的結構智能變電站以智能一次設備和統一信息平臺為基礎，通過采用先進的傳感器、電子信息、通信控制、人工智能等技術。實現變電站設備的遠程監控、程序化運行控制、設備狀態檢修、運行狀態自適應、智能分析決策、網絡故障后的自動重構以及與調度中心信息的靈活交互。高壓設備是電網的基本單元，高壓設備智能化(簡稱智能設備)是智能電網的重要組成部分，也是區別傳統電網的主要標志之一，智能設備是附加了智能組件的高壓設備，智能組件通過狀態感知和指令執行元件，實現狀態的可視化、控制的網絡化和自動化，為智能電網提供最基礎的功能支撐，智能設備不僅僅是測量與控制方面的技術革新，對變電站設計、電網運行、乃至高壓設備本身的技術發展，都有重大影響，智能設備將使整個變電站向著更加簡約、可靠和智能的方向發展。 變電站智能設備的結構智能設備由高壓設備和智能組件組成，高壓設備與智能組件之間通過狀態感知元件(傳感器或其一部分)和指令執行元件(控制單元或其一部分)組成一個有機整體，三者合為一體就是智能設備，或稱高壓設備智能化。智能設備是智能電網的基本元件，根據高壓設備的類別和現場需求，控制單元和智能組件的部分功能可以相互轉移，或將控制單元的功能全部集中到智能組件中。對于無控制需求的高壓設備。沒有控制單元，狀態感知元件根據需要，或植入高壓設備內部、或安置于高壓設備外部的專門位置，狀態感知單元與智能組件之間通常由模擬信號電纜連接。根據需要，智能組件可以集成控制、保護、測量等更多功能[6]。 智能變電站網絡結構合理的自動化系統組網方案是設計規劃智能變電站的前提和關鍵問題。IEC61850 國際標準將數字化變電站在邏輯上劃分為變電站層、間隔層和過程層，變電站層與間隔層之間的聯系網絡一般稱為站控層網絡、間隔層與過程層之間的聯系網絡一般稱為過程層網絡。由于站控層網絡和過程層網絡承載的功能截然不同，為了保證過程層網絡的實時性、安全性，在現