智能电网的电力设计工作研究

智能电网的电力设计工作研究

贺攀1邓琼2

（1.国网黄石供电公司发策部湖北省黄石市435000；2.国网黄石供电公司发策部湖北省黄石市435000）

摘要：随着电力行业的发展，越来越多种类的电力设备开始应用到生产中来，如何方便快捷地把新增设备接入到应用系统的同时很好地匹配新增设备规约成为研究热点。随着智能电网进入全面建设阶段，以往传统的设计及管理模式已经不能满足智能化变电站建设的需要。本文简要分析了智能电网的设计特点，同时从能源转换技术、即时信息收集处理技术等多种电力设计技术在智能电网当中的运用，以期提高智能电网运行的稳定性与安全性，确保电网输电的质量。

关键词：智能电网；电力；设计；措施

1导言

随着电力行业的发展，我国进入智能电网全面建设阶段，在智能化变电站、发电、智能输电、智能配电网、智能用电和智能调度等方面要接入大量新的智能设备，同时原有应用系统要匹配这些新增规约。因此，电力企业应更为注重电力设计工作质量，借此提高智能电网的建立水平。

2智能电网电力设计特点

2.1可靠性

智能电网电力设计工作当中，供电的可靠、稳定是设计的主要目标之一。通常情况下，当一般电网的线路发生故障或是事故时，电网便无法继续正常运行，也无法向用户继续供电，这便需要建立智能电网对这一缺点进行弥补。智能电网不仅需要在电网运行过程中确保电力系统运行的稳定性与安全性，同时还需要保证线路在承受外力破坏之后，信息数据不会泄露，以此降低国家电力系统所受到的损害以及经济损失。此外，电网运行过程中可能出现因相关计算机病毒所引发的系统缺陷问题，进而对电力系统造成损害。智能电网应具备隔离这一缺陷的能力，借此确保电力信息的安全传送，以保证用户的用电安全。

2.2自愈性

电力企业应用自动化传感设备过程中，智能电网可自动对电力系统部分电路所承受的损害程度进行预测，并在短时间做出反应，从而抑制事故范围，避免出现因事故范围不断扩大致使电力企业承担大量经济损失的现象，尽可能降低电力企业经济损失。智能电网的建立可有效降低电路故障范围扩大以及供电质量下降的机率，以此避免因电力系统部分线路出现故障导致线路出现大规模电力供应不足的问题。

2.3兼容性

我国依靠风力发电的电力企业多集中于内陆区域，上述区域电网覆盖相对较小，承受的极限值与用电负荷不高，大部分电力未得到充分利用。如此一来，便导致我国大量能源被浪费。风力强弱程度不稳定，且变化间隔时间较短，甚至有无风能存在也难以确认，上述问题对风力发电形成影响，进而利用并网对既有电网形成了冲击。传统电网无法满足以上要求，所以，电力企业若要解决这一问题，需要不断提高电网质量。针对较大的电力冲击，智能电网具有良好的控制能力，可以对电流强弱实施有效调节，将电力系统调节控制能力发挥至最大化。就目前而言，我国现有电力系统的回报率并不高，仅有8%，难以吸引投资方前来投资，使得电力行业部分工作处于滞后状态。智能电网建立的主要目的之一是为了充分、高效地利用电力资源，借此满足当今社会对清洁环保的要求。智能电网是既有电路系统同当前先进可续技术相融合所形成的电力系统，基本可以满足当今社会对电能的需要。

3智能电网的电力设计工作

3.1.1基于中间件层的电力设备接入体系

基于中间件层的电力设备接入体系结构如图1所示。

应用层是面向用户的，主站可以通过应用层显示设备状态和向设备下发命令。中间件层连接应用层和设备层并且在两层间完成协议转换。网络层根据设备接入地点和方式的不同选择局域网、互联网、VPN等。接入的电力设备包括一次设备、二次设备等。中间件是适用于应用程序与数据源之间的互操作模型。中间件向上对应用层提供设备状态信息，向下对设备感知层下达指令信息。中间件可以接入发电、输电、变电、用电环节设备，通过中间件可以控制单独一个设备，也可以向一类设备发送命令，或者向一组设备下达指令。同时，应用层屏蔽不同设备的差异，向应用层提供统一接口。当新增或删去设备时，系统都能快速地自适应。

3.1.2电力设备接入中间件层的设计

中间件层向应用层提供初始化链路、设备添加、设备删除、设备分组、设备实时信息监控、设备指令操作等接口。中间件层对不同种类设备进行分类接入处理，对同一类设备也有添加、删除、控制和监视等操作。中间件层与电力设备间的交互数据分为连续型、离散型、字符型等数据类型。添加过程需要新接入的设备先发送请求添加报文，在主监控站对设备相关信息进行确认并决定授权后，再下发允许添加报文，在设备添加成功后，要向主监控站发添加成功确认报文。删除过程由主监控站先行发起。在控制操作中主监控站下发控制命令，比如对开关的遥控命令，包括控开和控合等；在监视操作中由设备向主监控站上传实时信息，如电度信息，刀闸状态信息等。

3.2应用功能互动化

一体化监控系统统一建模，统一组网，信息共享，实现站控层、间隔层二次设备互操作，具备一体化五防、程序化控制、保护设备管理、经济运行与优化控制、智能告警、远程浏览告警直传、操作可视化、源端维护、事故追忆与全景事故反演、故障信息综合分析等高级应用功能。国家电网公司于2009年提出“建设坚强统一智能电网”的发展战略，逐步构建变电站一体化业务平台，实现与调度、检修、营销系统的协调互动。智能化变电站是实现这一发展战略的基础。国家电网公司自2009年7月国家电网公司第一批7座智能变电站试点工程开始建设，电压等级涉及750～110kV。2011年起，全面推广建设智能变电站，国网公司新建110kV及以上变电站均按智能变电站建设。随着技术的日趋成熟和国家的大力支持，智能电网已成为发展的必然趋势，智能变电站的数量随之与日俱增。截至2014年底，全国已有超过1500座智能变电站投入运行。根据规范智能变电站二次系统信息模型标准化管理的要求，结合目前工程中遇到的问题，智能变电站工程中切实需要规范电气二次专业相关图纸，并采用设计配置一体化专用工具，实现智能变电站二次虚拟回路和光纤回路设计。

3.3智能辅助系统功能优化

智能辅助控制系统是智能变电站的非常重要的地方。它的作用就是将变电站内的各个分散的子系统合理地整合在一起，例如照明系统、图像监视系统、火灾报警系统。将这些独立的自动装置整合成一个可以进行对话的智能设备，通过网络、信息技术、信息平台可以做到更好地完成。这样做到了有效实现信息的实时交流，还做到了互相关联，在一定程度上对员工人数的要求大大减少，同时员工的工作量也被大大减少，并且还在很大程度上提高了辅助设施的自动化水平。不过在试验阶段的实际操作过程当中，我们还发现了一些不足的问题，还有很大的改善空间。

结束语

综上所述，电力设计工作质量的优劣直接关系到智能电网效能能否得到最大程度的发挥，对智能电网的构建、运营以及本身质量均产生一定影响。通过智能变电站规范标准化设计，能够使整个变电站的二次设计更加全面、细致，对施工调试起到更好的指导作用，为项目的全寿命周期维护提供便利，更好地满足行业用户的需求。

参考文献

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