智能变电站二次系统关键技术及应用

智能变电站二次系统关键技术及应用摘要随着我国科学技术的发展，智能变电站向着智能化、自动化和信息化变电系统发展，这是智能变电站未来发展的必经之路。在目前社會发展中，随着国民经济和社会生产技术的飞速发展，信息技术在目前社会中也得到了人们的高度重视与认可，这就为变电站系统的优化与完善指明了新方向。智能变电站的重要组成部分就是二次系统，因此，本文主要对智能变电站二次系统关键技术进行探究，希望对智能变电站二次系统关键技术研究工作有所帮助。关键词智能变电站；二次系统；关键技术新世纪以来，智能电网概念已经引起了社会各界、世界各国的广泛关注，也成为我国未来电网发展的核心环节和内容。变电站作为电力系统中不可缺少的一部分，是连接发电站和电力用户以及相关电网数据运行采集和控制的执行中心，其更是确保整个电网安全、可靠、稳定运行的关键环节。智能变电站能够实现供电信息采集的自动化，并且可以根据用户需求，自动更新供电情况，还能够提高电力系统运行的稳定性。而在智能变电站的运行过程中，二次系统的关键技术起着重要作用，本文将对智能变电站二次系统的关键技术及其应用进行分析。1二次系统关键技术1.1GOOSE通信传输技术智能变电站之所以智能，是因为变电站的各个设备之间实现了协同工作，且自动化功能运用的地方逐渐增多。这些功能得以实现智能化的重要基础在于电子设备之间的通信功能具有稳定的可靠性和实时性。通信传输技术的实时性主要得益于面向通用对象的变电站事件（GOOSE），它提供了一个可靠的系统范围，并能在这个范围内快速传输输入、输出数据值。为了保证信息的实时性，GOOSE采取了多播或广播的高效方式向多个电子设备传输同一通用变电站事件信息，更为智能的是，GOOSE还包含信息优先输入和超时重播模式。在智能变电站中，GOOSE通信传输技术主要适用于间隔层设备间，不仅用于传输状态变化信息以及设备间的通信，还可用于其他智能业务。GOOSE通信技术的运用可以说是智能变电站的重要特色之一，它实现了二次系统的便捷性、灵活性，减少了各个装置及控制屏间的硬连接线。1.2通信同步时钟技术智能变电站中采用电子传感器传输信息，这种方式给变电站自动化系统带来了革命性的变化，它的运用大大减少了二次电缆的铺设，使数字化信息传输更快更广，实现了单点发送、多点共享的模式。电子传感器的应用也带来了另外一个问题，即同步采样。众所周知，设备故障判断及系统稳定分析都依赖于同步采樣，数字化信息采集是数字化系统信息处理的前提，因此，完善智能变电站的建设首先应该解决时钟同步问题[1]。目前，二次系统采用的时钟同步技术主要借鉴于西门子高压直流输电系统，这也是不同领域设备系统相互融合的体现。在实际工程操作中，根据每个工程的具体情况，二次系统一般会提供3种不同的实现模式，其中，利用“对时脉冲+SNTP”相互配合实现通信时钟同步方案。1.3二次设备状态监视技术二次系统功能的完善是智能变电站建设的关键，各个设备之间通过GOOSE通信传输技术实现了信息交换，而电子传感器的应用也减少了常规电缆的铺设，软压板功能取代了硬压板功能，二次系统运行完全处于抽象虚拟状态，这在推动变电站实现智能化的同时，也给运行维护和调试带来了一定的难度，因此对二次设备进行可视化监视非常必要。目前有些变电站在建设中便采用了以图形或表格的形式对二次设备状态进行监视的技术，主要是对通信链路、数据有效性和压板状态等方面在后台进行统一的监视展示，从展示的动态效果中可以随时观察线路保护与相关设备的二次回路和连接，也可以看到压板状态和设备检修状态。这种监视技术的运用就像是开展了一次全面的排查，可以提高变电站的调试效率，也可以准确定位设备故障，应用起来非常方便和便捷。1.4集成实验技术智能变电站中信息交互方式的改变以及新设备、新技术的应用，使得试验重点和方法与常规变电站完全不同。智能变电站试验侧重于虚端子检查、互通性试验和一些专项性能的试验等，而这部分重点工作可以在厂内或实验室开展。按照实际工程情况，将二次设备进行系统组态配置，并充分利用实验室或厂内环境，核查系统配置的正确性，完成设备间的互联、互通，验证新设备、新技术的专项性能，保证系统功能的正确性和完整性。这种试验模式即为系统集成试验，为后续现场调试工作和运行维护工作提供技术保障。智能变电站集成试验流程可分为组态配置、单体试验、专项性能试验及系统试验四个阶段。组态配置主要是按照设计要求，将各独立设备的能力描述文件ICD有机地组合成系统的配置文件SCD，并完成系统功能，然后再导出各设备的实例配置文件CID，下装到设备中运行；单体试验主要是对单体设备的配置正确性、采样功能、开入开出功能和逻辑功能进行检查，确保独立设备功能的完好；专项性能试验是针对智能变电站应用的电子式互感器、网络等新设备、新技术的功能和性能，开展全面、深入的试验，确保其功能和性能满足设计要求；系统试验是在单体试验和专项性能试验完成的基础上，按照现场配置构建成二次系统，验证整个系统功能的完整性，主要是设备之间的联动性能。2智能变电站二次系统关键技术的应用智能化二次系统的研究和应用是智能变电站建设的核心所在，而二次系统关键技术是二次设备功能实现的重点[2]。二次系统的智能化主要体现在二次设备状态监视技术、通信同步时钟技术、GOOSE通信传输技术的应用等方面，新的二次系统关键技术得到工程应用实施后，将取得以下重要成果：（1）公网传输技术的应用增强了智能变电站在数字保护方面的能力，其自动化模式运用了“三层二网”系统，SV+GOOSE+IEEE共网方式被应用在了过程层中，经过分析公网模式，进一步加强有关的在网络通信同步技术方面的研究；为了能够达到开关智能操作的目的，在开关的端子箱中设置了与之相关的智能终端；为了能够增强系统应对跳闸、启动失灵以及母线差动等特殊情况的保护能力，将应用到智能变电站系统中。传统的变电站，在设备发生故障时，采用的是合并单元计数器进行录波，但是交换机网络通常会产生一系列不稳定因素的影响，从而是故障录波的可靠性造成干扰，使真实值与测量值之间产生误差。（2）传统电缆被淘汰，光纤传输介质大量应用，二次回路得以简化。光纤将众多烦琐的二次施工设计图转化成为一张连接图，减少了二次连线中各种接地、断线等问题的出现。而且光纤可以有效消除电磁干扰，使各种调试、维护工作的难度大大降低。此外，运用光纤还有利于避免保护误动，从而降低了二次设备出现故障的概率。（3）众多设备的保护和自动装置的二次应用功能得到更新和发展并融合到二次系统中，实现了智能化功能，原有的二次设备可以取消。（4）变电站二次系统功能业务不断增加，运用更加智能高效，跨间隔的业务也被列入二次系统，各设备的功能得了更好的发挥，提高了运行效率，降低了成本。（5）二次系统中一般会安装网络智能电子眼，这样不仅可以对网络和节点设备的状态进行巡查监视，还能尽快找到故障设备的位置并发出报警信号。3结束语总而言之，智能变电站二次系统关键技术的研究和应用是未来变电站建设关注的重点之一，其将自动化、网络通信等先进技术运用于变电站建设中，使得智能变电站的运行和保护方案配置的灵活性等得到了很大的提升，从而真正实现了变电站自动化系统的智能化，大大促进了我