智能变电站高级应用研究(6)

5.展望第三阶段智能变电站高级应用功能

智能变电站高级应用的展望第三阶段为完善提升阶段：长春南500KV变电站建成投运后,根据东北智能电网发展的情况，实现支撑电网的可调、自愈、自恢复技术应用.发展、完善和提升综合高级应用项目.实现坚强智能电网支撑节点柔性组群、优化重组、自协调区域继电保护等技术.持续提升坚强智能电网支撑节点的性能、功效、支撑作用.进一步强化基础性项目、共用性技术的发展;全面构建安全、可靠、稳定、高效、经济、环保的坚强智能电网的支撑体系。

5.1智能变电站与大用户互动

智能变电站具有向大用户实时传送电价、电量、电能质量及电网负荷信息的功能，支持电力交易的有效开展，实现资源的优化配置;激励电力市场主体参与电网安全管理，从而实现智能电网各环节的协调运行。

智能电能表的全面应用是实现与大用户的互动的基础，智能电表支持潮流及功率流向识别，支持电能质量分析，支持电力市场实时电价的分析应用，支持高级通信方式。

结合系统最优潮流以及最优电能质量，实现与大用户互动，研究与大用户信息互动措施，开展通信手段、智能化高端用户功能、新型电力交易方法等。

5.2智能变电站标准接口服务

5.2.1.电能质量评估与决策

基于变电站电能质量监测系统，实现电能质量分析与决策的功能，为电能质量的评估和治理提供依据与决策。

5.2.2站间广域保护

基于网络通信、多点信息综合比较判断的广域保护利用广域信息来改善继电保护的性能。从缩短动作延时、减小故障切除范围等方面提高后备保护系统性能。保护IED 关联域的搜索是关键技术之一。广域信息下的集中协调控制系统不可能取代分散安装的主保护装置。

5.2.3电网运行状态自适应

在电网正常运行状态下，综合利用FACTS、变压器调压、无功补偿设备投切等手段，控制和优化潮流分配，提高输送能力和运行效率。

在电网紧急运行状态下，与相邻变电站和调度中心协调配合，动态改变继电保护和稳定控制的策略和参数，适应电网拓扑和潮流分布的改变，扩展运行边界，提高实际可用稳定裕度，保障电网稳定运行。

5.2.4支撑智能电网功能

5.2.4.1支持安全状态评估/预警/控制

智能变电站为不同调度层面在线安全稳定防御系统提供信息交互接口，为在线安全状态评估系统提供实时可靠的信息，以便其进行实时在线评估、预警和控制，实现智能电网预防控制和紧急控制的协调。

5.2.4.2支持全网资产全寿命周期管理

智能变电站支持设备信息和运行维护策略与调度中心实现全面互动，实现基于状态的全寿命周期管理。通过建立精益化的评估体系，从资产全寿命周期的安全、效能和成本角度，逐步建立全寿命周期综合优化管理体系，提供综合最优的资产投资、运行维护和资产处置方案，提高变电站运行的安全性，为规划、生产、管理等一系列工作提供智能辅助决策支持。

5.2.4.3 支持继电保护的自适应性等技术研究。

支持智能甩负荷研究，提供快速甩负荷。智能甩负荷通过计算扰动的类型、负荷、结构,结合负荷分配和优先级，计算出最小必需的被甩负荷。然后，智能甩负荷选择满足这要求的负荷最佳组合，通过顺序控制完成这一甩负荷操作。所有这些在系统里发生扰动后200ms内即可完成。实现智能甩负荷控制可以甩较少负荷。在一个扰动中甩负荷时间越长，必须最终甩掉的负荷就越多。因为智能甩负荷的智能性和快速性，甩掉的实际数量远比用像频率继电器和PLC基础方案这样的传统方法要少，提高了供电的可靠性。

6 结论

6.1 智能变电站高级应用功能带来的经济效益

智能变电站采用高级应用，通过变电站事故分析辅助决策专家系统等，不仅能够为电网服务，还能带来可观的经济效益。

采用了高级应用的智能电网及变电站，当电网设备发生事故时，保护人员在调度中心通过事故分析辅助决策专家系统直接得到故障波形及信息，结合气象云图和雷电检测系统，及时确定出故障类型和故障点。为事故巡线提供准确的故障点判断，使线路巡线有极强的针对性，大大减少停电时间。

案例1.以2007年为例，某区域500kV统计全年共发生10次故障，按500kV系统平均负荷为500MW，故障处理提前3小时计算，则经济效益计算如下:

Y= P* t* T* M=500 x3x 10x0.05=750 ( 千元)

P= 线路平均输送负荷，平均为500MW; M=过网电价按0.05元、kwh,

Y=年经济效益，单位千元 ;T= 每年500kV线路故障平均次数

t=采用事故分析辅助决策专家系统后提前送电的平均时间，单位为小时

从以上的粗略估计可以看出, 事故分析辅助决策专家系统每年能为电网创造直接经济效益75万元。

案例2、变电站设备在线诊断及专家系统

根据目前超高压系统的实际检修情况，一个变电间隔进行停电检修时间至少需要2天(包括12只互感器和避雷器，2台开关，4组500kV刀闸)，采用变电设备在线诊断及专家系统的经济效益计算如下:

Y= P *t * M=500x38x0.05=950(干元)

t=采用变电设备在线诊断及专家系统后不需停电的平均时间，2天的停电时间约38小时

P= 5 00kv线路平均输送负荷为500MW ;M =过网电价按0.05元kwh

Y=年经济效益，单位千元

检修人员及车辆费用计算:变电间隔检修每天需要检修人员9人，车辆4台。按照每人工时费100元/天计算，车辆每天300元/天计算，则每减少停电一次节约的总费用为:.(4*0.3*3+9*0.1*3) *8=50.4(千元)

从以上的粗略估计可以看出,采用变电设备在线诊断及专家系统每减少停电一次能为电网创造直接经济效益约达100万元。

6.2高级应用总结

智能电网的主要特征是智能设备、标准信息交换、高度系统集成、自动运行控制、协同保护控制、在线分析决策等。因此智能变电站的高级应用发展与智能电网的需求相协调,是我国建设统一坚强智能电网的必然趋势。

随着应用网络技术、开放协议、智能一次设备、电力信息接口标准等方面的发展,变电站自动化系统的高级应用应运而生,因此可以说它既是现代科学技术和现实生产力的具体结合，又是管理模式的更新换代。长春南500kV变电站采用高级应用对变电站运行的安全状况进行在线实时评估,并对可能出现的故障状况向调度人员提出预警。结合基于分析模型的实时镜像仿真和动态安全域的在线分析和运行状态的可视化技术，将系统的安全状态实时而直观地展示在调度人员面前，从事情预防、事中控制、事后补救和系统自愈等方面显著提高变电站及整个电网系统应变能力。实现电力企业经济价值的最大化保证措施。