數字化變電站是由智能化一次設備(電子式互感器、智能化開關等)和網絡化二次設備分層(過程層、間隔層、站控層)構建,建立在IEC61850標準和通信規(guī)范基礎上,能夠實現變電站內智能電氣設備間信息共享和互操作的現代化變電站。
從變電站自動化發(fā)展進程看是介于61850變電站和智能化變電站之間的一種過度型變電站方式。盡管采用了電子式互感器、智能化開關等設備,能夠實現減少二次電纜敷設的目的。但是還沒有統(tǒng)一考慮數字式電能表、在線檢測等。
變電站于電網,仿佛關節(jié)于骨骼,穴位于經絡。因此,要構建數字化未來電網,數字化變電站將是不可或缺的關鍵一環(huán)。
未來電網會是什么樣?
雖然無法穿越未來,我們卻能從現代電網的發(fā)展方向上,窺見未來電網的一斑。
風力、太陽能等新能源發(fā)電發(fā)展迅速??墒怯锌耧L大作的日子,也有風平浪靜的日子;有陽光燦爛的日子,也有陰雨連綿的日子。由于新能源富裕地區(qū)的地理差異,太陽能和風能也很難集成利用。新能源發(fā)電電源分散、發(fā)電量也不均衡。要想平衡電網供需、保障電力供應穩(wěn)定,輸電方向需要由單向向多向發(fā)展。
電網要想奔向未來,既需要給力的電力基礎設施,也需要給力的運營方式。在發(fā)輸配儲用的電力價值鏈上,處處都需要智能化、數字化的監(jiān)控、通訊和控制系統(tǒng)來保證電網的可靠運行。
變電站于電網,仿佛關節(jié)于骨骼,穴位于經絡。因此,要構建數字化的未來電網,數字化變電站將是不可或缺的關鍵一環(huán)。
數字化變電站有什么好處呢?
簡單來說,數字化變電站令設備更加簡約,效率更高,更可靠,更易操作和管理,降低了變電站的建設和維護成本,也令電網更加安全、高效,可靠和可預測。
全球電力和自動化技術的領導企業(yè)ABB將一個傳統(tǒng)的400千伏雙母線空氣隔離開關(AIS)變電站和一個采用了ABBSAM600傳輸總線和帶光纖電流互感器的隔離式斷路器的數字化變電站比較,得出了下面一張圖。
可見,由于新技術的使用,相對于傳統(tǒng)變電站,數字化變電站可以減少高達80%的銅制信號和控制電纜,減少高達40%的二級系統(tǒng)安裝時間。開關場和繼電室面積都可大大縮小,而在改造二級系統(tǒng)時的電力中斷時間可縮短多達50%。
為什么數字化變電站這么牛?
下圖中,我們可以更加清晰的看到數字化變電站與傳統(tǒng)變電站及現代化變電站的主要區(qū)別。
具體來說:
創(chuàng)新型的開關、傳感器及新型控制技術的使用,大規(guī)模的減少了設備的使用,因此減少了變電站的占地面積,簡化了接線,從底層提高了整個變電站的效率和可靠性。
狀態(tài)監(jiān)控技術的使用結合ABB資產健康中心,可實時監(jiān)測設備狀態(tài),了解設備運行的健康狀況,及時消除潛在的故障隱患。同時通過大數據的收集以及設備性能狀態(tài)的評估可以了解設備的壽命趨勢,以最優(yōu)化的方式管理變電站的設備資產。
IEC61850過程總線技術利用光纖和網絡技術替代了原來的銅制信號和控制電纜,這不但可以節(jié)約大量的資源,更進一步簡化了變電站接線。
ABB革命性的軟件工具讓變電站組態(tài)過程變得輕松而容易實現,且進一步縮短了變電站的施工周期。后期維護過程中,也可以使用軟件工具代替人工檢修,提高運行階段的效率,并最大化的降低故障發(fā)生幾率。
ABB的新型保護技術和方案,不再受制于傳統(tǒng)互感器的測量范圍,可以對比電網上不同地點的精確測量值,使用以前不可想象的速度和準確性發(fā)現和解除故障,并令成本總體降低。
作為全球領先電力和自動化技術的提供者,ABB從二十世紀開始一直引領著電網和變電站的創(chuàng)新和升級。其數字化變電站解決方案已在歐美和澳洲等發(fā)達地區(qū)的電網中發(fā)揮關鍵作用。未來,ABB希望能夠利用先進的數字化變電站技術幫助中國電網實現智能化、數字化轉型,令電網更安全,更高效,更可靠,更經濟。