刍议智能变电站发展的关键技术
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摘 要:随着社会主义市场经济的发展,对电力的需求也在不断增大,在进行电力环境严格监管与国家能源综合调控的前提下,电力网络与电力市场和用户们的关系已经更加密切。为了可以源源不断的为用户和国家输送电力,而且使电力的输送更快捷,高效和稳定,就需要进行智能变电站的建设。本文中,笔者将就智能变电站的一些关键技术进行简要阐述。
中图分类号:TM62 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(c)-0120-01
智能变电站的建设,是依靠先进的,集成的,可靠的与环保的智能设备进行电力配送,并且以全站内的通信平台网络化,信息数字化,和信息共享化为设计的基本要求,对信息的采集工作,测量工作,控制工作,保护工作,计量与检测工作进行独立完成,还能根据用户需求,来进行实时的自动控制与调节。这样就大大减少了普通变电站常常出现的事故的发生,也使得电力的配送变得智能化。
1 硬件系统集成技术
传统的变电站中,对信息的采集与处理需要借助中央处理器和的芯片或者设备来进行共同工作。中央处理器的作用是可以实现一些高级的应用功能,比如说大量数据的计算和逻辑的分析过程,所以中央处理器的性能如何,将会对实现各种功能产生制约,会直接的影响到其速度与质量问题。通常使用的是DSP,ARM或者是CPU这样的中央处理器,不过这种设计存在着自身的缺陷,一是智能变电站对实时信息量需求增大,只能集成较少资源的处理器无法满足智能变电站本身的处理需要,因而限制智能变电站的技术发展。二是处理器集成的无法满足智能变电站的需求的其他硬件资源被闲置下来,使得资源被浪费。三是对于删减嵌入式操作系统的工作十分繁琐,而复杂的系统自身也造成了系统测试中错误率的上升和难度的加大。伴随现代的电子科学的发展,出现了对硬件的描述语言,这就使硬件系统在设计中变得模型化,自动化和集成化,更有助于去针对功能进行模块化设计,可以把一些固定的逻辑处理的过程,在智能设备的内部进行固化,使原来的一些依靠软件来实现的功能转变为依靠硬件实现。这种设计,可以在保证逻辑处理的实时性,准确性与可靠性的同时,对硬件资源的开销进行精简,而且可以解决信息传输的问题,并提高设备的集成度。除此之外,硬件的集成技术还便于对智能设备进行检修,更换和进行升级。所以在智能变电站使用硬件系统的集成技术,会打破传统设备的设计理念,会改变变电站中硬件设备的格局布置,为变电站的智能化做好基础。
2 软件构件技术
智能变电站中使用的软件系统,不单单可以实现传统的信息管理与信息监控,还能将PMU与录波功能进行集成处理,以此实现估计站内状态,进行区域集控,远程维护和评估电能质量等智能化的高级管理,还会参照工程配置的文件,来生成系统工程的数据,实现智能变电站系统与设备系统模型的自动重构。而这样的软件系统,是需要软件的构件技术才可以实现的。具有一定功能的程序体,可以独立工作或者与其他构件装配起来进行协调工作就是软件构件。软件构件技术的实质,就是为了完成一个或者是多个功能的特定服务,在不同粒度上对一组代码或者类等进行组合与封装,进而提供接口给用户。构件技术把系统的抽象程度提高到了一个比面向对象技术更高的层次,分而治之就是构件技术的中心思想。其中,构建技术手段之一的复用技术,需要工作人员在实践中不断去探索创新。软件构件技术,在软件系统实现灵活、弹性以及实时起到关键作用,嵌入式系统软件通过此技术实现功能集成的手段。
3 信息管理存储技术
高级局域网可以进行自动恢复,智能变电站用它来建设数字化信息平台,而这个可以恢复自愈性故障的信息平台,提供给信息采集服务给智能变电站。而且它体现了集中管理信息的设计思想,还为进行信息模型的转换,集成,调用和冗余等诸多功能提供基础,并为电力下放提供信息与技术的支持。以太网已经无法满足智能变电站的需求,所以进行信息的优先级传输和信息的就地存储就显得更加重要。信息的优先级传输可以保证一些重要信息可以及时准确的传输,而一些非关键的信息,就进行就地存储。这样可以减少网络传输的负荷,并为系统决策提供数据。该项技术可以将变电站底层的硬件与网络设备构建成一个共享的资源库,对那些就地存储的信息,可以随时调用。而其本质就是将信息按照不同的粒度进行细化,来实现信息分层分布与调用,而且随着智能电网的发展,进行信息安全防护也是需要我们考虑的,而该技术正好可以弥补这些不足,它可以对信息进行评估分析,按照安全等级的不同,设计相应的防护策略,在最大限度上,对各级电网的信息提供安全保障。
4 分布式电源保护控制技术
使用分布式电源,可以提高智能电网的效率性,安全性与灵活性,并改变传统配电中单向潮流的特性,而将其变成一个多源网络。分布式电源作为一个整体模块,可以进行孤网运行,还可以并网运行。需要我们对其接入系统时对电网频率,无功以及电压稳定的影响进行关注。分布式电源保护控制系统与传统的保护策略不同,它主要是针对分布式电源双向潮流流通,电源内部电力电子设备引入的特点,通过阻抗前馈与负荷模型反馈等计算方法,来制定保护策略。其中包括了全线速动保护,低压保护,反弧岛,高频切机与低频减载等特殊的保护功能。而控制策略主要是针对并网之后的控制,采用自动同期控制和重合闸控制相互配合的控制策略。
5 信息标准融合技术
智能变电站中通过复杂的信息采集渠道,具有大量不同种类的信息。每一个智能电网设计一套自己的信息采集理念,运用不同的算法及模型,采集各种不同的信息,是一台电网无法利用别的电网的信息。因此为了实现和智能电网的无缝通信连接,对智能变电站内各种信息模型进行相互转换与映射就不可避免了,于是就需要使用信息标准的融合技术,而该项技术的基础是信息模型的规范化,标准化和体系化。对于实现信息模型的规范化与标准化,第一要设立开放的通信架构,使各个元件之间的信息可以通过网络来进行通信,也就是信息网络化;第二更深入的细化处理信息模型,制定模型夸大击垮的原则的标准;第三,制定技术的唯一标准,形成一个具有多功能的规约库,来实现各个应用系统之间的无缝通信。目前,IEC61850是全面规范智能化变电站中自动化体系的国际电工委员会最新实施的标准,也是只能变电站内部的统一规约。
智能变电站作为智能电网中重要的部分,需要在发展中将先进的电力电子技术,计算机技术与控制技术进行相互融合,来实现智能变电站易扩展升级,易改造维护的应用需求。
参考文献
[1] 秦建伟.智能变电站的关键设备和技术[J].装备机械,2010(3).
[2] 李孟超,王允平,李献伟,等.智能变电站及技术特点分析[J].电力系统保护与控制,2010(18).