浅谈数字化变电站对于设备运维提出的新要求

2016-07-17高磊

大科技 2016年21期

关键词：运维变电站电网

高磊

（广西电网有限责任公司柳州供电局广西柳州 545005）

浅谈数字化变电站对于设备运维提出的新要求

高磊

（广西电网有限责任公司柳州供电局广西柳州 545005）

数字化变电站要求一、二次设备实现智能化，以高速网络通信平台为基础，通过智能电子设备进行检测、控制保护和信息管理。目前数字化变电站存在诸多的不足，比如技术管理模式不成熟、设备运行寿命有待提高等。数字化变电站的设备维护工作值得关注。本文阐释了数字化变电站的设备特点以及体系结构，并总结了数字化变电站对于设备运维的新要求。

数字化变电站；设备运维；管理要求

目前我国正在全面建设智能电网，在这种背景下，数字化变电站得到了长足的发展。但由于不同区域采用的技术有所不同，所以，其设备智能化的程度也有所差异，还没有形成统一的关于运行维护方面的规范和标准，因此需要考虑相关因素，建立一个完整的管理体系，促进数字化变电站的设备运维水平。

1 数字化智能设备的特点

数字化变电站在智能电网中被广泛运用，是智能电网的重要载体。数字化设备主要由智能化的一、二次设备和自动化的运行管理系统等组成，通过智能设备和系统可以对电网进行实时全面状态监测、智能告警和综合故障诊断、智能操作票和防误闭锁功能等。

1.1 设备全面状态监测

数字化变电站能实现全面的在线监测，使设备状态检修更加科学合理。在线监测系统主要采集一次设备（主变、断路器、互感器等）状态信息，进行状态可视化并报送至上级系统，为电网运行和设备管理提供基础数据支撑。

1.2 智能告警和综合故障诊断

智能告警及事故信息综合分析决策系统可以对信号进行分类处理，根据变电站逻辑和仿真模型，提取故障缺陷信息，实时分析和推理，自动报告异常并提出故障处理意见，为主站提供智能告警，也为主站分析决策提供信息。

1.3 智能操作票和防误闭锁功能

智能操作票系统接到操作任务后，能够按照变电站接线方式和电气操作规程进行逻辑推演，由系统独立地按顺序分步骤地实现操作任务，操作过程中严格地遵循五防闭锁系统的校验机制以及权限管理机制，杜绝人为操作可能发生漏项、跳项的弊端，可保证操作过程的安全性，并能显著提高操作的效率。

2 数字化变电站的技术特点

数字化变电站的安全性、可靠性较强，其具有一次设备智能化、二次设备网络化、信息共享化和互操作的特征。

2.1 一次设备智能化

一次智能设备由高压设备和智能组件构成，高压设备与智能组件之间通过状态传感器和控制单元组成一个有机整体，能够实现监视、控制和管理设备的状态。目前一次设备智能化主要体现在电子式互感器和智能断路器的应用。

2.2 二次设备网络化

二次设备网络化主要体现在系统结构上，按照功能可以划分为三个层次：站控层、间隔层、过程层。站控层和间隔层以基于IEC61850标准建立信息网络，实现信息共享化和互操作，而过程层以可靠性和稳定性为设计原则。

2.3 信息共享化和互操作

数字化变电站还具有信息共享化和互操作的特征，任何一台设备都可以通过网络获取任何其他连接于网络的设备提供的任意参数，并且能够实现相互操作。

3 数字化变电站的运维特点

3.1 数字化变电站的操作方式特点

电网的控制方式是为了实现运行方式的变化，目前主要是通过人工方式传达控制的命令和操作步骤，再利用人工来实现这些具体操作。随着电网规模越来越庞大复杂，人工操作的工作量也随之增加，这就对调度值班员及运行倒闸操作人员提出了更高的技能要求，并且难以避免误操作的发生，给电网运行带来风险。因此，数字化变电站是电网发展的必然要求。数字化变电站能够将运行人员从复杂的操作细节中解放出来，使人员可以利用更多的时间和精力去关注设备的状态。数字化智能设备可以解析电网的运行方式变化的需求，并转化成具体的操作指令，同时回馈给调度人员，运行人员就可以按照每一个指令进行操作，并预测可能出现的风险，提高了倒闸操作的效率，也增加了安全性。

3.2 数字化变电站的设备管理特点

目前我们主要通过周期性的日常巡视、预试定检、检修维护的运维策略对变电设备进行管理，即设置设备专业运维人员，通过他们对设备进行具体管理，而设备的运行方式主要是根据电网在运行中的需求来决定。但由于受到技术条件和管理手段的限制，设备管理和调度运行基本上呈现出分离的状态，这种分离带来了无法调和的茅盾。由于设备管理和调度运行相对独立，为了保证供电可靠性，一般都会通过冗余的方式来运行，因此无形中就消耗了巨大的资源，不能实现最优的经济效益[1]，同时也难以避免设备带病运行的潜在风险。数字化变电站的运行管理系统能够自动采集设备的状态信息，进行自主评估，随时报告装备的缺陷及劣化趋势，向管理人员提出风险管控措施，实现设备“自我”管理，保证设备的安全可靠运行，降低电网运营成本，促进经济效益的提高。

3.3 数字化变电站对信息保障体系的要求

智能电网需要大量的信息交互来保证电网的安全稳定运行，数字化变电站和传统的变电站相比，其对信息和网络更加依赖。因此，数字化变电站对信息保障体系有着很高的要求，需要建立一个完整的、统一标准和规约的信息系统，保障设备的“即插即用”、实现信息的快速访问和传递，同时网络架构也要具有开放性，可以满足各种新技术的不断拓展和应用。

4 数字化变电站对于设备运维提出的新要求

4.1 对设备管理提出的要求

数字化变电站采用智能化一、二次设备，传统电量信号和继电器控制操作方式被光电技术和微处理器所取代，导线硬连接的方式被数字程控器及数字信号网络所取代。因此，要在管理上明确划分一、二次设备的分界点，制定设备运维策略以及检修试验作业标准、以及数字化变电站运行检修规程。

4.2 对系统稳定性提出的要求

设备和系统要保持稳定性，才能保证其他功能得到实现。数字化变电站系统包括含自动化系统、站域控制系统、通信系统、对时系统等子系统，对于高度集成智能站系统的故障排查和处理更加复杂，并且其对数据的依赖性较强，如果系统出现不稳定的因素，将会造成严重的后果。因此数字化变电站对设备的系统稳定性有着更高的要求。

4.3 对运维人员技能提出的要求

数字化变电站包括一次、二次系统，彼此存在着更加密切的联系，网络通信替代设备之间传统的电缆通讯控制方式，微处理器取代以往继电器控制操作方式，这些变化这对运维人员提出了较高的要求。运维人员需要拓展相关领域的知识，如计算机应用、通信技术等专业理论知识，并在实践中注意综合运用。

4.4 对一次设备厂家提出的要求

数字化变电站应用的短板在于一次设备，一方面是由于我国部分关键技术不够成熟，智能开关、电子式互感器等技术和运用相对滞后，另一方面是因为一次设备主要使用在高压环节中，而电子设备对高压条件较为敏感，存在使用寿命不长及故障率较高的缺陷，这些问题将会对设备运维质量产生很大影响。因此要求一次设备厂家提升设备的运行可靠性，并且要制定规范的检修试验标准、详细的故障处理方案，以及建立完善的技术支持体系。