基于分布式能源接入的新一代智能变电站广域分布式架构设计
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发布时间: 2021-03-10
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4 新一代智能变电站应用功能集中式配置策略
4.1 站内设备更新与集成
DER的接入对智能变电站中智能电子设备(Intelligent Electronic Device,IED)的精度和抗干扰性提出了严格要求,为满足新一代智能变电站“即插即用”功能,在智能变电站内引入智能变压器、智能隔离断路器、集成式电容器等智能一次设备,结合外置一个或多个智能综合组件实现站内电能的控制、保护、计量、监测等相关功能。集成二次设备可以避免站内过程层和间隔层设备的功能重叠,造成资源浪费现象。
(1)智能变压器
将传统变压器与传感器、智能电子装置等设备进行融合,组成符合智能变电站一体化设计、一体化制造、一体化试验要求的智能变压器。智能变压器对智能组件进行信息融合,配置高精度传感器,实现对变压器本体监测、控制和保护功能,保证采集端数据源的一致性和可靠性,减少重复采样次数。内置状态估计和运维的信息维度,对数据进行全方位分析评估,缓解数据处理中心的压力。
(2)多合一装置
传统的35kV及以下电压等级的变电站,其间隔层内部的测量、控制、保护和计量等装置以及智能终端和合并单元等过程层设备大多数采用独立安装方式,这种布局导致站内各功能IED 装置接线和维护复杂,不利于多业务数据的融合和统一。为提高装置集成度,将间隔层和过程层装置功能进行集成,采用多业务数据的同步采样,以保证数据的精度和准确度,降低全站设计的复度。功能多元化和设备状态监测常态化,为分布式能源接入的新一代智能变电站广域分布式架构应用模型提供可靠的数据支撑。
(3)集中式保护装置
集中式保护是将传统孤立的多间隔保护、测控、计量设备映射到同一装置的逻辑设备中,每个逻辑设备功能上保持相对独立,通过统一通信接口与其它设备进行信息交互,完成保护功能。将多个间隔纵联通道同时接入优化过的通信接口,保证多个厂站之间的电气信息数据完全同步,增加了站内继电保护的可靠性。
在站内后台保护系统中设置保护动作表决机制,如图5所示,在某一路出现故障或检修时,系统可凭借另一路的保护动作信号来控制断路器的开关状态,提高集中式保护防误动性和灵活性。实现单间隔故障或检修时设备可被安全隔离,其它间隔设备正常工作,解决集中式保护检修难的问题。
正常运行状态 保护2异常或检修退出

4.2 广域分布式架构及数据流向
基于分布式能源接入的变电站应用功能分布式架构,在完成站内设备更新与集成的前提下,对新一代智能变电站内部的设备部署及数据流向做出合理规划,如图6所示。新一代智能变电站的过程层加入智能变压器和智能无功设备,依靠ECT/EVT实现对电能的同步采集;间隔层采用35kV多合一装置完成测控、保护和计量等功能,大大减少设备的占地空间和增加了数据的共享功能。