220kV变电站电气一次部分文献综述

叩施哲殖 毕业设计文献综述 课题名称智能变电站 学生姓名 学 号 系、年级专业 电气工程系、10电气工程及其自动化 指导教师 职 称 年2月20日 智能变电站 1、智能化变电站的概念 智能化变电站是数字化变电站的升级和发展，在数字化变电站的基础上，结 合智能电网的需求，对变电站自动化技术进行充实以实现变电站智能化功能。从 智能电网体系结构（图1）看，智能化变电站是智能电网运行与控制的关键。作为 衔接智能电网发电、输电、变电、配电、用电和调度六大环节的关键，智能化变 电站是智能电网中变换电压、接受和分配电能、控制电力流向和调整电压的重要 电力设施，是智能电网“电力流、信息流、业务流”三流汇集的焦点，对建设坚 强智能电网具有极为重要的作用。 除了变压器、开关设备、输配电线路及其配套设备之外，智能化变电站在硬 件的两个重要特征是大量新型柔性交流输电技术及装备的应用，以及风力发电、 太阳能发电等间歇性分布式清洁电源的接入。这两个变化，在提高变电站功能的 同时也增加了其复杂程度。智能化变电站自动化系统应当增加对柔性交流输电设 备和分布式电源接口的智能化管理和控制功能。 根据国家电网公司智能变电站技术导则〉入智能化变电站是采用先进的传 感器、信息、通信、控制、智能等技术，以一次设备参量数字化和标准化、规范 化信息平台为基础，实现变电站实时全景监测、自动运行控制、与站外系统协同 互动等功能，达到提高变电可靠性、优化资产利用率、减少人工干预、支撑电网 安全运行，可再生能源“即插即退”等目标的变电站。其内涵为可靠、经济、兼 容、自主、互动、协同，并具有一次设备智能化、信息交换标准化、系统高度集 成化、运行控制自动化、保护控制协同化、分析决策在线化等技术特征。 2、智能化变电站的功能特征 智能化变电站的设计和建设，必须在智能电网的背景下进行，要满足我国智 能电网建设和发展的要求，体现我国智能电网信息化、数字化、自动化、互动化 的特征。智能化变电站应当具有以下功能特征 1、紧密联结全网。从智能化变电站在智能电网体系结构中的位置和作用看, 智能化变电站的建设，要有利于加强全网范围各个环节间联系的紧密性，有利于 体现智能电网的统一性，有利于互联电网对运行事故进行预防和紧急控制，实现 在不同层次上的统一协调控制，成为形成统一坚强智能电网的关节和纽带。智能 化变电站的“全网”意识更强，作为电网的一个重要环节和部分，其在电网整体 中的功能和作用更加明显和突出。 2、支撑智能电网。从智能化变电站的自动化、智能化技术上看，智能化变 电站的设计和运行水平，应与智能电网保持一致，满足智能电网安全、可靠、经 济、高效、清洁、环保、透明、开放等运行性能的要求。在硬件装置上实现更高 程度的集成和优化，软件功能实现更合理的区别和配合。应用FACTS技术，对 系统电压和无功功率，电流和潮流分布进行有效控制。 3、高电压等级的智能化变电站满足特高压输电网架的要求。特高压输电线 路将构成我国智能电网的骨干输电网架，必须面对大容量、高电压带来的一系列 技术问题。特高压变电站应能可靠地应对和解决在设备绝缘、断路开关等方面的 问题，支持特高压输电网架的形成和有效发挥作用。 4、中低压智能化变电站允许分布式电源的接入。在未来的智能电网中，一 个重要的特征是大量的风能、太阳能等间歇性分布式电源的接入。智能化变电站 是分布式电源并网的入口，从技术到管理，从硬件到软件都必须充分考虑并满足 分布式电源并网的需求。大量分布式电源接入，形成微网与配电网并网运行模式。 这使得配电网从单一的由大型注入点单向供电的模式，向大量使用受端分布式发 电设备的多源多向模块化模式转变。与常规变电站相比，智能化变电站从继电保 护到运行管理都应做出调整和改变，以满足更高水平的安全稳定运行需要。 5、远程可视化。智能化变电站的状态监测与操作运行均可利用多媒体技术 实现远程可视化与自动化，以实现变电站真正的无人值班，并提高变电站的安全 运行水平。 6、装备与设施标准化设计，模块化安装。智能化变电站的一二次设备进行 高度的整合与集成，所有的装备具有统一的接口。建造新的智能化变电站时，所 有集成化装备的一、二次功能，在出厂前完成模块化调试，运抵安装现场后只需 进行联网、接线，无需大规模现场调试。一二次设备集成后标准化设计，模块化 安装，对变电站的建造和设备的安装环节而言是根本性的变革。可以保证设备的 质量和可靠性，大量节省现场施工、调试工作量，使得任何一个同样电压等级的 变电站的建造变成简单的模块化的设备的联网、连接，因而可以实现变电站的 “可复制性”，大大简化变电站建造的过程，而提高了变电站的标准化程度和可 靠性。出于以上需求的考虑，智能化变电站必须从硬件到软件，从结构到功能上 完成一个飞越。 3、智能化变电站与数字化变电站的区别 智能化变电站与数字化变电站有密不可分的联系。数字化变电站是智能化变 电站的前提和基础，是智能化变电站的初级阶段，智能化变电站是数字化变电站 的发展和升级。智能化变电站拥有数字化变电站的所有自动化功能和技术特征， 二者的共同点无需讨论。木文认为智能化变电站与数字化变电站的差别主要体现 在以下3个方面 1、数字化变电站主要从满足变电站自身的需求出发，实现站内一、二次设 备的数字化通信和控制，建立全站统一的数据通信平台，侧重于在统一通信平台 的基础上提高变电站内设备与系统间的互操作性。而智能化变电站则从满足智能 电网运行要求出发，比数字化变电站更加注重变电站之间、变电站与调度中心之 间的信息的统一与功能的层次化。需要建立全网统一的标准化信息平台，作为该 平台的重要节点，提高其硬件与软件的标准化程度，以在全网范围内提高系统的 整体运行水平为目标。 2、数字化变电站己经具有了一定程度的设备集成和功能优化的概念，要求 站内应用的所有智能电子装置QED）满足统一的标准，拥有统一的接口，以实现 互操作性。IED分布安装于站内，其功能的整合以统一标准为纽带，利用网络通 信实现。数字化变电站在以太网通信的基础上，模糊了一、二次设备的界限，实 现了一、二次设备的初步融合。而智能化变电站设备集成化程度更高，可以实现 一、二次设备的一体化、智能化整合和集成。 3、智能电网拥有更大量新型柔性交流输电技术及装备的应用，以及风力发 电、太阳能发电等间歇式分布式清洁电源的接入，需要满足间歇性电源“即插即 用”的技术要求。 4、智能化变电站架构 1、数字化变电站的集成化 集成化总是变电站自动化技术的发展方向和趋势。从常规变电站，到数字化 变电站，再到智能化变电站的发展过程，是变电站内的设备和系统集成化程度越 来越高的过程。 数字化变电站用微机处理和光纤数字通信优化变电站层和间隔层的功能配 置；控制、保护和运行支持系统通过局域网彼此互相连接，共享数据信息；简化 单个系统的结构，同时保持各个系统的相对独立性。在此基础上更进一步，数字 化变电站内的自动化系统可以进行集成，分为三个层次，过程层集成、间隔层集 成和变电站层集成。 变电站中每个控制和监视设备都需要从过程输入数据，然后输出控制命令到 过程。