面向智能电网愿景的无人值班站 科技应用若干思

　　0引言

　　我国在变电站自动化领域己居国际先进水平，具有自主知识产权的变电站自动化系统和设备完全实现了国产化。截至2009年初，华北电网直属220kV及以下并己具备无人值班条件变电站有255座，占全部变电站的87%，38座变电站不具备无人值班条件。随着变电站自动化技术、现代网络通信技术和电力设备制造技术的发展，基于电子式互感器、EC61850标准和智能化一次设备的数字化变电站逐渐成为目前电力技术领域的研究热点。目前，我国数字化变电站技术在工程化和实用化方面己经走在世界前列，在200多座变电站开展试验示范工作，例如，唐山郭家屯220kV变电站自动化系统改造在华北电网首次

　　采用了EC61850规约和变电站程序化操作技术，并首次实现了不同厂家二次设备的互操作，可实现全站数据的数字化采集和全站网络化控制。另外，华北电网设备状态检修覆盖面也逐步増大，已初步构建起资产全寿命周期管理体系，有效地改善可靠性水平和检修效能。

　　总的来说，目前变电站自动化系统信息共享程度较低，综合利用效能还未充分发挥;设备检修模式较为落后，需要加快由定期检修向状态检修过渡;一次装备的智能化技术水平有待提高，以及枢纽中心变电站全面建成或改造成为智能化变电站。

　　1智能电网概况

　　即以涵盖发电、输电、变电、配电、储能和用电的电力系统为对象，应用数字信息技术和自动控制技术，实现从发电到用电所有环节信息的双向交流，具有自愈、安全、交互、协调、兼容、高效、优质、集成的核心特点。

　　智能变电站作为智能电网的重要组成部分，它的概念使得更加可靠、高效的实时监测和控制设备节点装设在变电站。智能设备也被増加到传统变电站设备之中，能够实现智能功能并能提供整个系统的监测、控制及管理的普遍T技术。智能变电站应具有如下主要特点：告警信息处理及不合理数据处理的智能分析;自恢复、自诊断或预防性措施及紧急状态评估的智能控制;智能维修与管理、智能安全评估;与地理信息系统互连和应用等。

　　2无人值班站和集控中心发展规划及特点

　　国内外推广无人值班站和集控中心是电网的发展方向，建立集控中心就是利用科技手段对多个变电站实现无人值班的一种运行管理模式。根据集控一体化建设思路，华北电网直属各供电公司各自建立1个集控中心，每个集控中心将该公司所管辖220kV及以下变电站全部接入。同时，华北电网集控中心系统还处在不断发展和改进的阶段，其本身的功能要求也随之出现新变化。比如，集控中心监控系统智能报警专家系统、远程图像监控及报警系统等日益完善的功能不断増加。

　　另外，集控中心不同于调度中心的特点在于:变电站的信息量全而多，反映设备状态，为集控中心运行人员监控设备服务;而调度中心运行人员关注电网潮流、系统运行方式，关注处理电网运行方式变动的有关信号与事故信号。

　　3华北电网无人值班站和集控中心面向智能电网的科技应用

　　随着智能电网发展的逐步推进，华北电网无人值班站和集控中心科技应用体现在数字化变电站、程序化操作、变电设备在线监测系统等方面，实现信息化、自动化、互动化。

　　3.1建立数字化或智能化变电站

　　(1)智能设备技术。非常规互感器的出现及计算机的发展，使得断路器设备内部的电、磁、温票的执行和操作过程的校验(一次设备辅助接点度、机械、机构动作状态检测己经成为可能，运行人员可通过收集分析检测数据，判断断路器运行的状况及趋势，安排检修和维修时间，实现设备的状态检修。智能操作断路器是根据所检测到的电网中断路器开断前一瞬间的各种工作状态信息，自动选择和调整操作机构以及与灭弧室状态相适应的合理工作条件，以改变现有断路器的单一分闸特性。

　　智能断路器技术迟迟不能进入实用化主要原因在于断路器跳闸方式发生了根本性变化，从以往电缆传输跳合闸电流操作方式变为通信报文操作方式。随着对EC6185O标准研究的深入，GOOS在网络上传送跳闸命令等实时性要求很高的信息得到有效验证，使得智能断路器将逐步进入实用化阶段。另外，用微机原理设计保护智能操作箱，可以有效解决电气二次回路状态检修问题17|，填补综合自动化变电站二次控制设备的边缘空白部分，为实现完全意义上的自动化、为继电保护实行状态检修创造必要的条件。

　　(2)基于信息共享的运行支持系统。EC61580标准为变电站自动化系统定义了统一、标准化信息和信息交换模型，实现智能设备的互操作性，采用了对象建模技术、抽象通信接口技术和设备自描述规范，智能设备之间实现了通信协议和通信接口一致性;实现变电站信息共享对一、二次设备进行统一建模，变电站站内及变电站与集控中心之间实现了无缝通信体系，真正实现信息共享。

　　(3)控制与防误闭锁。EC61850提出的GCXOE传输机制可以实现快速、安全的数据交换，保证各装置的快速报文可在3ms内实现信息交换，满足跳合闸要求;过程层组建测控设备之间交互数据通过GOOE实现关联闭锁功能，这样减少敷设大量间隔内及间隔之间的电气连锁电缆，也不必设置专门联闭锁控制器，避免重复的遥信采集;备自投功能也可以由GOOE实现，可简化系统、减少备自投设备。

　　3.2实施程序化操作

　　变电站程序化操作是指变电站内智能设备依据变电站操作票的执行顺序和执行结果校核要求，由站内智能设备代替操作人员，自动完成操作票的执行过程。实际操作时只需集控中心监控人员根据操作要求选择一条程序化操作命令，操作或者电压电流等)由变电站内智能电子设备自动完成。这样能够使变电站真正实现无人值班，达到变电站减员増效的目的;同时通过程序化操作，实现操作自动化，减少或无需人工操作，最大限度地减少操作失误，缩短操作时间，提高变电站的安全运行水平。

　　3.3变电设备在线监测系统

　　变电设备在线监测系统包括在线监测数据集成平台、容性设备在线监测系统、断路器在线监测系统等几部分组成。它运用当前国内外最先进的通信和检测技术，创造性地建立全无线数字化模式，并实现对变电一次设备各项性能参数的实时监测，达到变电一次设备健康状况的智能化体现。变电设备在线监测是设备状态检修的基础，它获取数据分析和综合评判参与变电设备状态检修评估体系之中，目前特别在监测数据的准确性、数据的融合和判据效用等方面有待进一步完善。

　　3.4智能报警专家系统

　　智能告警专家处理系统根据告警信号的重要性对其分类处理和专家推理，使运行监控人员能够快速地抓住事故重点、及时有效地采取处理方案，提高事故异常处理的准确性和快速性，保障电网安全运行，有效体现信息化经济效益。它提供事故、预告、越限、检修、未复归信息等多个告警页面窗口对不同等级的告警信号进入不同的告警页面，方便监控人员抓住重要告警。它通过告警的己确认和未确认状态来区分监控人员是否处理过此告警，根据信号的分类对级别高的语音优先播报。它还可以根据告警信息作出推理，给出异常事故发生原因及处理措施，同时提高监控人员业务水平。

　　3.5智能巡检系统

　　变电设备智能巡视系统的构成，包括前端巡检系统和后台管理系统两部分。灵活方便、易用和易维护的特点使得该系统在变电站设备巡视中被广泛应用，提高了运行人员巡视设备的到位率，简化了缺陷管理工作，实现了变电运行管理的信息化、标准化。另外，随着无人值班站广泛推广，变电站设备巡检机器人可代替人工完成变电站高压变电设备的所有巡检作业。变电站设备巡检机器人系统以自主或遥控的方式，在无人值班或少人值守的变电站对室外高压设备进行巡检，可及时发现电力设备的热缺陷、异物悬挂等设备异常现象。

　　4结论

　　智能变电站是变电站自动化技术发展的必然方向，它的发展和成熟对建立坚强智能电网有重要意义。而集控中心也正在向着容量规模化、信息全景化、应用集成化、报警智能化、监视可视化、控制闭环化的方向发展。因此，无人值班站和集控中心的科技应用也将向适应智能电网发展方向进一步深化和推广，逐步完善并实现信息化、自动化、互动化的智能技术特征，有效成为智能电网变电环节的重要组成部分。