变电站智能化改造技术应用研究.doc

摘要 要促进智能电网的发展，就必须对智能变电站进行较深入的研究，因为后者是前者的基本前提。在分析了目前智能变电站技术发展状况的基础上，本文对其概念和设备特点进行了介绍；分析了智能变电站信息一体化平台，研究了以此平台为基础的智能数据交换技术和各种高级应用技术。 关键词：智能变电站，高级应用，继电保护，变电站智能化改造 第1章 绪论 1.1智能变电站概述 作为今后电网的发展方向，智能电网需要有各种先进的技术作为支撑，比如传感器测量技术、通信网技术等与目前广泛使用的传统电网相比,智能电网的通信技术高速、实时、集成，并且拥有复杂的传感器和智能终端设备来实现对电网的不间断监控，先进的数据处理系统来实时釆集数据进行分析处理，实现电网的优化配置。我国需要建立的智能电网应该是以特高压电网为骨干网络的，这是根据我国区域发展情况和能源分布状况确定的。 1.2智能变电站国内外技术现状 目前来说，智能变电站仍然处于发展的初期，还有大量的技术和理论问题需要克服，其内涵也会不断拓展，但是其取代传统变电站的趋势是不可逆转的，这也是各国的共识。 1.美国智能电网 美国的智能电网发展水平在全球仍然是处于领先水平。这是由很多方面的因素决定的。首先美国的科技高度发展，为智能电网的建设提供了坚实的科技支撑；其次美国雄厚的经济基础和财力为智能电网提供了资金支持；第三点是美国在2003年的大停电事故之后，总结经验教训，提出了发展智能电网的行业规划。 2.欧洲智能电网 欧洲作为老牌资本主义国家的主要集中区域和经济高度发达的区域，其对绿色环保能源需求巨大，注重开发可再生能源，在风能、太阳能等方面投入了大量的人力和物力S3。当前欧洲的电力供应比较充足，天然气管道遍布西欧国家，这为基于天然气的分布式发电技术的发展提供条件。相对于其他区域，欧洲在发展智能电网时更加注意与可再生能源相结合。尤其是以风电、光伏发电、潮汐发电为代表。 3.中国特色的智能电网 我国目前的发展中国家的地位，决定了我国必须走与美国欧洲不同的智能电网发展道路。根据当前我国电网的发展状况和各地区的经济发展和能源需求差异，制定符合我国实际情况的智能电网发展道路和方式，是中国特色的智能电网建设的根本依据。欧美国家仍的经济已经高度发达，处于低速增长阶段，其电力需求也处于稳定阶段，其智能电网主要侧重于配电和用电领域，而我国由于仍然处于经济高速发展时期，电力增长需求旺盛，对特高压输电技术比较重视。欧洲国家由于可再生能源资源丰富，政策上非常重视，因此其主要是分布式发电。而我国的风能、太阳能资源分布不均匀，因此对于可再生能源发电方式，采用的是大容量、远距离输电方式。 第2章 智能变电站的相关理论研究 2.1智能变电站与传统变电站的比较 2.1.1传统变电站的特点 微电子技术与计算机技术实现了各种变电站设备所需要的数字化与低功耗性能。这些智能设备可以根据功能需求的不同而安装不同的三个层，即变电站层，间隔层与过程层。 一般把具有保护功能的装置放在一起，称为保护单元，这通常包括继电器、故障记录装置、故障定位装置。而把信号釆集装置、控制装置和测量装置集合在~起，构成了一个具有多功能的设备，称为控制单元。保护单元和控制单元统称为间隔层。 设备层主要是指变电站内的一次设备。通常所说的一次设备包括变压器和断路器，隔离开关和辅助接点。此外，电流互感器，电压互感器也属于一次设备。 对于传统的集中式分布式变电站自动化系统，他们的信息收集从传统的电磁电流/电压互感器实现的。由于传统的的电磁电流互感器额定输出信号为1A或者5A,而电磁电压互感器的额定输出信号为100V,输出的电流和电压信号很大，不适合于作为弱电釆集电路的输入信号，因此中间需要将这些信号转化为弱电信号以供采样系统使用。 2.1.2智能变电站的构架和特点 智能变电站的基本概念为变电站的信息采集、传输、处理、输出过程全部数字化，基本特征为设备智能化、通信网络化、模型和通信协议统一化、运行管理自动化等。 与传统的变电站尤其是数字化变电站相比，智能变电站设备集成度更高，更加强调了一次、二次设备智能的、集成化的概念。除了原有的的测量和控制功能，集成的智能设备还将间隔层保护、控制和监控功能都集成到过程层高压设备现场。一,方面，在完成相应的测量、控制等功能，智能设备也承担了保护，控制和监控功能的；另一方面，智能设备通过一个标准化的接口被纳入变电站的高速网络，实现层与层之间的智能设备，智能设备和变电站的信息交流。 过程层：过程层连接着一次设备与二次设备。过程层的主要功能分为三类：①实时信号釆集；②装置运行状态检测；③操作控制执行与驱动。 过程层网络：连接过程层一次智能设备和起到保护、监测状态等作用的间隔层二次设备之间的通信网络。过程层通信必须实时，有很高的可靠性，并且数据可以共享。 间隔层：该层设