110kV智能变电站二次系统设计与实现策略

110kV智能变电站二次系统设计与实现策略

余星锐

深圳供电规划设计院有限公司    518054

摘要：传统电网系统形式已经无法满足智能生产用电需求，为优化电网系统信息采集以及实时监控水平，电网企业针对智能电网建设应用问题予以了高度重视。其中，为巩固提升智能电网建设效能，电网企业方面需要针对智能变电站系统运行优化问题尤其是电气二次系统进行深度研究与改进优化。针对于此，本文主要以110kV智能变电站二次系统设计为例，结合智能变电站二次系统设计价值，阐明二次系统设计内容以及实现策略，更好地为智能变电站全面发展夯实基础保障。

关键词：110kV智能变电站；二次系统；优化设计；实现策略

引言：全面推进智能电网建设发展基本上可以视为新时期我国电力行业实现高质量发展目标的主流趋势。在建设发展过程中，智能电网建设需要结合我国能源分布以及负荷消费地域分布特点，针对满足当前社会生产生活用电需求以及未来社会发展的电网发展方式进行改进优化。目前，智能电网建设已经上升发展至国家战略层面高度，可行性价值较强。其中，110kV智能变电站作为坚强智能电网建设的核心平台，通过合理规划与建设发展可以实现能源转化与控制管理目标，所表现出的发展前景相对广阔。为促进智能变电站高效稳定运行，研究人员需要着重针对智能变电站的电气二次系统设计问题进行改进优化。究其原因，主要是因为电气二次系统在一定程度上可对智能变电站电网系统节能环保以及稳定运行效果产生重要影响，必须予以高度重视。

1 110kV智能变电站电气二次系统设计价值分析

智能变电站电气二次系统作为影响电网系统安全稳定运行的重要系统结构，可通过合理规划与优化设计，保障智能变电站始终处于高效稳定的运行状态。一般来说，智能变电站主要包括智能高压设备和变电站统一信息平台两部分。其中，电气设备基本上可以视为整个智能系统的核心组成部分，通过科学开展电气系统二次创新设计不仅可以保障电气设备运行质量安全，同时也可以实现对电气设备运行全生命周期的动态监控与智能调整，具有重要的设计价值[1]。

最重要的是，设计人员可通过结合新技术以及新理念对电气二次系统进行改造升级，如可以积极引用智能技术以及自动化控制技术，实现对电气设备运行过程中故障风险问题的主动识别与应对处理，尽量减少智能变电站运行损失。除此之外，实施创新优化设计还可以保障电气系统与电网系统智能信息数据保持同步更新关系，利于促进电网系统稳定流畅运行。

2 110kV智能变电站二次系统优化设计与实现策略分析

2.1 电气二次系统控制优化设计与实现策略

电气二次系统控制优化设计需要借助智能监控技术以及相关设备，实现对二次系统运行数据信息的精准监控以及整合应用。如着重针对智能变电站中的电气变压器、电缆线路等综合信息数据进行主动获取与整合分析。根据监控反馈结果完成对智能变电站监控开关以及断路器的控制管理，实现智能化监控目标[2]。

与此同时，电气系统二次设计过程中可通过优化虚端子设计方法，加强对电气设备运行控制、告警功能等的优化管理，保障电气二次系统始终处于高效稳定的运行状态。值得注意的是，为防止智能变电站出现电气数据丢失问题，在电气二次系统控制优化设计过程中，可利用相应设备对电气系统运行全过程进行监测控制，尤其针对虚回路以及虚端子的运用优化问题进行改进处理。

2.2 基于虚端子的虚回路优化设计与实现策略

基于虚端子的虚回路运行优化效果通常会对智能变电站二次系统运行质量安全产生重要影响。在优化设计过程中，设计人员需要结合110kV智能变电站电气虚回路设计需求，针对各个智能设备的电压数值进行合理确定。并结合设备信号以及优化设计理念，对虚回路设计流程进行健全完善。在具体实现过程中，可通过提前制定智能化虚回路电气线路连接图，如图1所示。结合设计方案要求，针对智能变电站设备之间虚端子的连接方式进行改造优化。同时，也可以结合实际情况构建智能变电站虚端子表格，并利用相对先进的处理器实现对电气二次系统储存信息的妥善处理[3]。

（图1：线路保护装置虚回路展示图）

除此之外，基于虚端子的虚回路设计可以利用智能系统中的软件逻辑功能对断路器简化流程进行精准处理。通过适当减少信息采集数据路径过长的问题，促进电气二次系统运行流程简化。还可以通过简化控制开关流程，实现对电气二次系统逻辑节点的修改处理，进一步增强虚回路的运行可靠性。需要注意的是，为进一步提高电气二次系统运行经济性与安全性，设计人员还应该立足于信息共建共享需求，利用切实可行的技术策略，促进虚端子的虚回路设计与电网系统智能信息数据保持同步关系，增强电网系统运行安全性与可靠性。

2.3 电气系统主接线优化设计与实现策略

智能变电站二次系统优化设计过程中，设计人员需要针对电气系统主接线优化设计问题予以高度关注。客观来讲，电气主接线设计成果在一定程度上会影响智能变电站电气系统运行稳定性以及功能齐全性。针对于此，建议在设计优化过程中，设计人员需要结合电气智能设备运行需求，针对电气主接线设计框架进行改进处理。对于电气主接线优化设计而言，必须在考虑电气主接线运行安全的前提条件下，保持各个设备之间的独立性以及协同性。除此之外，可以在电气系统设计软件框架中利用构件技术，促进电气系统主接线高效运行

[4]。

2.4 辅助系统优化设计与实现策略

优化设计辅助系统是110kV智能变电站二次系统设计优化的重点内容。在优化设计过程中，设计人员需要加强对智能新型设备应用设计以及后期维护设计的优化处理。举例而言，设计人员可主动引入智能监测以及故障诊断技术，实现对电网系统运行故障问题的主动识别与针对性处理。在后期维修设计过程中，电气系统创新设计需要通过参数变化完成维护检修工作。同时，也可以根据电气二次系统运行需求实施分层次保护控制设计，尽量减少智能变电站电气二次系统运行风险问题出现。

2.5 SCD文件集成优化设计与实现策略

   SCD文件（英文名称：substation configuration description；中文名称：全站系统配置文件）集成优化设计作为保障智能变电站二次系统运行高效的重要装置，可通过集成优化设计，实现高质量运行目标。在优化设计过程中，设计人员需要从智能终端、合并单元以及测控装置等重要结构部分进行合理规划与设计，通过主动获取上述重要结构部分的ICD文件，利用相关语法结构对该文件进行全过程检查。另一方面，设计人员需要按照智能变电站电气二次系统设计技术要求，规范管理ICD文件模型。值得注意的是，还需要针对相对分散的IED（测控单元数据）进行优化处理。在具体实现过程中，可以利用SCD配置工具进行优化处理。

结论：总而言之，高质量推进110kV智能变电站建设应用发展已然成为新时期助力坚强智能电网建设的重要措施。针对于此，为保障110kV智能变电站处于安全稳定的运行状态，建议规划设计人员应该加强对系统优化设计问题的高度关注，尤其是二次系统设计优化问题。在设计优化过程中，可以引入应用新技术以及新设备实现对二次系统的优化升级。通过不断提高电气二次系统运行安全性与高效性，保障110kV智能变电站运行质量以及运行效率双重加强。

参考文献：

[1]高阳,严少瑞.智能变电站的电气二次系统设计[J].电气技术与经济,2020(04):41-43.

[2]崔丽丽.浅析智能变电站二次安全防护系统设计[J].机电信息,2020(20):129-130.

[3]邵天赐. 智能变电站二次系统的设计与应用研究[D].华南理工大学,2020.

[4]林风华.智能变电站的电气二次系统设计[J].集成电路应用,2020,37(01):44-45.