500 kV变电站智能化改造技术研究

2022-09-01马春阳

通信电源技术 2022年9期

关键词：测控间隔直流

马春阳，刘虎

（国电南瑞南京控制系统有限公司，江苏南京 211106）

0 引言

随着智能电网不断发展，智能变电站管理工作质量受到了更多的关注。为了满足行业管理标准和要求，需要对全站信息数字化等工作内容予以优化，积极推进变电站智能化改造，从而提高变电站运营水平。

1 500 kV变电站智能化改造概述

为了保证500 kV变电站智能化改造工作顺利开展，在秉持一体化设计、通用性原则的基础上建立有效且合理的改造模式，保证改造方案中相应模块都能发挥作用，提升智能终端的应用效能，在降低改造难度的同时缩短改造周期，为变电站智能化发展提供支持。

1.1 原则

在改造技术应用和方案落实的过程中，依据《智能变电站技术导则》（GB/T 30155—2013）等相关规定开展工作，并按照变电站的实际情况灵活制定具体工作内容。

第一，一体化设计管理原则。积极构建一体化监控管理体系，对传统变电站应用运行模式进行集中升级，从而实现智能化改造的目标。尤其是对于站控层，要建立标准化应用优化模式，实现统筹管理的目标。

第二，通用性原则。在使用继电保护、测控装置时，要严格落实通用型管理机制，依据常规采样、常规跳闸等处理方式维持装置的实时性交互管理，并配合电缆接线方式予以控制。

第三，动态性原则。结合测控实际需求对传统结构体系的应用要求和情况予以集中调研，并按照保护装置的标准完成通信接口插件的更换处理。例如，要依据配置标准设置故障录波器，在实现站控层单独组网应用的同时，确保信息子站的运行质量符合要求。

1.2 意义

500 kV变电站智能化改造能促进新能源消纳工作的开展，配合新能源改革要求，利用智能化改造处理机制减少能源不协调问题造成的不良影响，实现新能源综合控制，并满足智能化信息互联的基本需求，建立更加科学规范的能源应用平台。最关键的是，改造方案的落实能最大程度上顺应环保节能的应用标准，实现科学化调度管理，保证能源消纳输送工作效能最优化。除此之外，500 kV变电站智能化改造能结合实际情况建立更加匹配的实时性信息管理机制，优化处理效果，减少资金浪费[1]。

2 500 kV变电站智能化改造方案

在500 kV变电站智能化改造方案中，要对过程层二次设备进行集中改造，按照标准化流程落实相应的改造环节并整合具体的应用模块，实现统筹管理[2]。

2.1 案例

以A变电站智能化改造项目为例，其依据智能化改造“公用先行”的管理原则和管控标准，对基础土建、直流系统、监控系统以及母线测控等内容予以统筹分析。结合不同电压等级的实际情况，以减少主变重复停电为基础，对500 kV变电站进行智能化改造，具体内容如表1所示。

表1 项目改造规划方案

依据项目整体方案，需要按照标准化流程开展具体作业，并且对各个阶段的工作予以严格监管，综合分析停电方式、停电时间以及具体方案应用运行的可行性，确保运维检修工作最优化[3]。

2.2 具体方案

在500 kV变电站智能化改造方案中，统筹控制新老直流系统过渡割接方案、新老监控过渡接口方案以及母差改造保护方案，在维持应用效能的基础上建立相应的终端管理模式，提高改造应用水平，积极实现更加可控且合理的管理目标[4]。

2.2.1 新老直流系统过渡割接方案

对于智能变电站而言，一体化直流系统非常关键。为了提高电力系统的应用水平，将设备安全稳定运行作为关键，结合设备安全稳定控制标准对直流电源予以管理。与此同时，为了实现新老直流系统顺利过渡，需要整合割接作业环节，保证整改工作能够顺利开展。新型一体化直流电源系统借助以太网通信接口实现实时性匹配，并配合IEC 61850规约和变电站站控层设备连接模式有效完成电源系统远程监控管理。

首先，A变电站直流系统改造中要对旧的蓄电池组予以移位控制，实现新、旧直流系统并行管理的目标，并进一步完成转接负荷的控制[5]。其次，要按照标准化流程开展电源搭接处理，有效减少直流系统失电造成的风险问题。安装新的直流总屏和分屏，实现旧蓄电池组的合理化移位，配合安装新的蓄电池组，有效建立新的直流系统上电处理工作，维持监控后台应用控制的规范性。依据间隔设备停电改造要求，将直流负荷逐步转变为直流分屏割接，以便形成新的直流分屏。最后，要建立完整的应用控制管理平台，保证具体工作都能顺利开展。以直流a段旧蓄电池组移位作业为例，为了有效完成改造环节并减少资源损耗和安全隐患，要在直流a段和直流b段母线安装临时闸刀，并在蓄电池迁移的过程中合上临时并列闸刀，以保证蓄电池组退出运行时能形成“二充一蓄”到“二充二蓄”的供电模式，维持其独立性[6]。具体移位方案如图1所示。

图1 移位方案

2.2.2 新老监控过渡接口

基于站控层的应用要求，在实时性改造方案中要结合实际情况落实更加科学规范的处理工序。针对A变电站监控系统进行不停电改造，搭建新的站控层后，在不停电情况下利用“三遥”处理方式进行核对处理并投入系统使用，有效完成旧系统的退役处理。这种方式最大的风险就在于“三遥”技术的应用和落实会存在核对过程运行端子处理不当的现象，使得误跳运行设备的频率增加，并且相应的改造周期为2～3个月。与此同时，要想顺利推进方案落实，需要统筹分析运维人员设备监视问题，利用新的系统监控已经改造的设备。除此之外，新老系统在闭锁逻辑完整性方面也存在一定问题。由于改造过程中已经改造的系统和没有改造的系统相互独立并利用不同通信规约，这就使得系统之间不能建立有效的通信模式，新系统和旧系统信息缺失问题较为严重，对应的闭锁逻辑也无法满足完整性需求[7]。基于对整体模式和应用过程的分析，联合虚拟测控设备，有效降低改造的风险。在新监控系统应用的基础上安装对应的虚拟测控单元，模拟新系统完成实体测控处理，而被模拟的间隔不会对后续作业产生影响。虚拟测控系统如图2所示。

图2 虚拟测控系统

在虚拟测控平台中，结合数据采集要求，借助网线连接保证远动机发送遥测和遥信报文的规范效果，在解析报文的基础上对间隔开关、闸刀以及地刀位置进行实时性管理，减少应用控制不当造成的影响[8]。

3 母差保护改造方案

在500 kV变电站智能化改造工作中，母差保护改造方案非常重要。为了整合具体改造效能，需要对相应的方案进行比较，从而最大程度上减少运行失衡现象。

第一种方案是母线停电，这种方式更适用于3/2接线的结构。本工程项目中主变500 kV母差保护改造就采取此方式，利用一次性停电实现对应升级改造，最大程度上减少停电造成的不良影响，提高改造方案的应用水平[9]。

第二种方案是轮停改造，这种方式更适用于母线双母分段节点处理。本工程项目中220 kV母差保护改造就采取此方案。在改造工作开始前，变电站仅利用220 kV REB103母差保护进行处理。在改造方案应用后，建立母差双重化控制机制，借助220 kV间隔和主变两轮停电控制模式建立启动处理机制。在间隔设备第一次轮停后，对间隔保护改造方案予以监督，提高回路管理的实效性。与此同时，要建立针对已改造间隔的控制方案，增设母差电流临时判别装置，确保母差保护投入运行后能更好地完成相应的控制方案，实现统筹改造的目标。在间隔第二次轮停后，需要对新的母差保护进行完善处理，有效实现回路控制。操作人员需要拆除老母差保护回路和过渡装置，配合轮停应用标准，在第二次轮停结束后投入使用第二套母差保护装置，借助新的直流系统直流馈线分屏管理，从而保障供电的合理性和及时性[10]。