变电站自动化技术的未来发展一概要VIP专享VIP免费

变电站自动化技术的未来发展(一——电力市场与协调型自动化曾庆禹(中国电力科学研究院,北京100085摘要:电网发展和电力市场化对变电站,特别是高压、超高压变电站自动化系统在功能、可靠性、经济性方面均提出了新的要求,随着计算机技术、通信技术和网络技术的发展,变电站自动化系统将向集成化方向发展。文中介绍了各个独立的控制、保护和监测设备通过局域网在变电站层集成为协调型自动化系统的基本结构;除保护和控制外,将设备的状态监测也纳入自动化系统功能;同时对该系统相应的技术支持进行了分析;介绍了日本已投入运行的类似变电站系统的运行经验。关键词:变电站;自动化;电力市场;保护;控制;集成中图分类号:TM764;F12319收稿日期:2000207203;修回日期:2000208208。0引言随着大型、特大型水电站、大型坑口火电站的建设,远距离大容量输电线路和互联电网的发展,高压和超高压变电站在规模和容量方面日益增加,对其控制和保护系统的可靠性也提出了更高的要求。电力工业的经营机制正在从行业垄断转向竞争的电力市场。电力经营机制变革的目标是降低电价,提高供电质量,改善服务,提高电力企业自身的经济效益。同时高新技术的发展和应用,对电能质量和供电可靠性提出了新的要求。高压、超高压变电站的控制和保护系统必须适应这种新形势,以便更有效、更经济地运行[1]。目前,用于变电站的监视、控制、保护,包括故障录波、紧急控制装置,虽然已实现了微机数字化,但几乎都是功能单一的独立装置,各个装置缺乏整体协调和功能的优化,且功能交叉;输入信息不能共享,接线复杂,从整体上降低了可靠性;同时,不能充分利用微机数据处理的强大功能和速度,经济上也是一种资源浪费。现代计算机技术、现代通信和网络技术为改变变电站目前监视、控制、保护和计量装置及系统分隔的状态提供了优化组合和系统集成的技术基础。高压、超高压变电站正面临着一场技术创新。1电力市场与变电站自动化在电力市场环境下,发电厂竞价上网,用户对选择供电权力的自由度增加,因此电网潮流变化加剧,通过变电站的进、出电力流向不确定性增加,在某些情况下,使线路和变电站有可能运行到接近极限的程度(如热稳定极限,电网的充裕度减少。为了电网的安全,变电站必须对线路、变电站设备的输电能力实时监控,在必要情况下将使用FACTS技术对潮流进行控制。这种运行状态的多变性,将导致运行参数的变化,保护装置整定值的协调将变得突出,对变电站的监视、控制和保护提出了新的要求。实时监视并快速控制联络线的功率使之保持在允许的范围内将更为迫切。对与联络线较为紧密的变电站来说,它的保护和控制的性能及可靠性指标要求更为重要。特别是要加强互联电网预防和紧急控制的研究,如广域系统稳定控制(wide2areasystemstabilizingcontrol、广域过负荷控制、广域预防电压崩溃控制(wide2areacontrolagainstvoltagecollapse、广域低频和高频保护与广域预防故障连锁反应保护(wide2areaprotectionagainstsequenceofdisturbances[2]。这些控制装置及其输入信号的检测和控制任务的执行都是在变电站内进行的。例如,执行过负荷控制任务,需实时检测线路负荷,要区分过负荷与故障的差别,执行相应负荷控制;预防电压崩溃控制,需要实时检测电压,快速切除当地的合理负荷,快速无功控制。当然,控制还必须在不同层次进行协调。众多的控制措施将增加变电站自动化布置的复杂性,促进变电站控制和保护装置的集成要求。无人值班管理已在我国广泛推广。超高压变电站实现无人值班并且完全由远方操作和监控将是今后的发展趋势。集控中心或调度控制中心对变电站12000年9月25日Sep.25,2000的监控与操作要求变电站传送足够信息,要求变电站的保护定值和控制装置的整定能在中心进行设定,要求各类保护在电网一级进行协调和匹配。为完成上述功能要求,高可靠性数据传输的通信系统是必不可少的条件,并且要求有合理的通信规约,或者各种设备能容易适应各种不同规约。竞争的电力市场将促进变电站新的自动化技术的开发和应用。在经济效益的驱动下,变电站将向全集成自动化方向发展[3]。2自动化的功能、现状与发展要求变电站自动化系统的具体功能要求主要决定于变电站在电力系统中的地位、作用和变...