智能電網(wǎng)與電子式互感器及電力一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)

⑴根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)IEC61850-5-13的要求，電子式互感器需為各種智能IED提供高準(zhǔn)確度的電流I和電壓U，其數(shù)據(jù)采樣率必須≥12000次/s，三相同步時(shí)間應(yīng)為±1μs。[3]，[4]

⑵PMU與WAMS的連接應(yīng)滿足IEEE 37.118的準(zhǔn)確性標(biāo)準(zhǔn)(1級(jí))并對(duì)數(shù)據(jù)傳輸使用IEEE 37.118標(biāo)準(zhǔn)。 要求PMU的數(shù)據(jù)采樣率≥12000次/s，測(cè)量頻率的絕對(duì)準(zhǔn)確度為± 1 mHz，絕對(duì)相角準(zhǔn)確度為± 0.02度，時(shí)間準(zhǔn)確度為± 1 μs。數(shù)據(jù)傳輸率為50/60 Hz。要達(dá)到此要求，提供給PMU和WAMS原始數(shù)據(jù)的電子式互感器對(duì)I、U的測(cè)量準(zhǔn)確度應(yīng)小于0.2%, 三相同步時(shí)間為± 1 μs，相位移應(yīng)滿足IEC60044-7/8的要求。[3]

⑶IEC61850-9-1對(duì)以太網(wǎng)物理層傳輸速率的要求

電子式互感器的綜合單元對(duì)保護(hù)、測(cè)量等IED的輸出傳輸速率應(yīng)與IED的采樣率匹配。根據(jù)IEC61850-5-13的規(guī)定：保護(hù)裝置IED的采樣率為480、960和1920次/s;測(cè)量?jī)x表的IED采樣率為1500、4000和12000次/s。

IEC61850-9-1規(guī)定：電子式電流/電壓互感器的綜合單元對(duì)保護(hù)、測(cè)量等IED的輸出傳輸速率應(yīng)與IED的采樣率匹配。[3]，[5]

2.3 電力一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)對(duì)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的作用

目前，大電網(wǎng)的安全防護(hù)已與涉及自然和社會(huì)因素的災(zāi)害防護(hù)緊密相連，因此大電網(wǎng)的安全防護(hù)受到了美國白宮科技政策辦公室和美國國內(nèi)安全部的重視。美國政府已于2007年通過了《能源獨(dú)立和安全法規(guī)(Energy Independence and Security Act)》, 有專門一章就是智能電網(wǎng)。[2]

參考文獻(xiàn)[2]在解釋智能電網(wǎng)的具體內(nèi)容時(shí)指出：“在輸電的每個(gè)元件(如開關(guān)、變壓器等)、每個(gè)變電站和發(fā)電廠中皆設(shè)置一個(gè)具有堅(jiān)強(qiáng)的操作系統(tǒng)獨(dú)立的處理器(processor)，也可用作獨(dú)立的代理器(agent)，在這些處理器或代理器之間能進(jìn)行雙向快速通信，從而形成一個(gè)巨大的分布式平臺(tái)。每個(gè)代理器必須與相應(yīng)元部件的傳感器連接，以評(píng)估其運(yùn)行狀況，并用高速寬帶光纖通信系統(tǒng)將傳感器的數(shù)據(jù)傳送到其它處理器(代理器)，各處的代理器既是獨(dú)立動(dòng)作的，又是彼此通信互連的，可以進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。”

智能電網(wǎng)的自愈控制是在事故影響電網(wǎng)之前就從本地或局部地區(qū)對(duì)事故進(jìn)行處理后，從而達(dá)到自愈的效果。由此可見，電力一次設(shè)備的在線安全監(jiān)測(cè)裝置就是智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自愈控制的智能代理器最基礎(chǔ)部分。電力一次設(shè)備的在線安全監(jiān)測(cè)裝置最初是為了對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行常規(guī)診斷，后來實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的計(jì)劃檢修。當(dāng)然，目前的在線安全監(jiān)測(cè)，還不是實(shí)時(shí)的在線監(jiān)測(cè)。在此基礎(chǔ)上，若狀態(tài)監(jiān)測(cè)的可信度大大提高，并加快對(duì)設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測(cè)頻率，就可逐步成為自愈智能電網(wǎng)的智能代理器。這樣，當(dāng)新型的傳感器、在線監(jiān)測(cè)裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)研制出來后就可形成智能代理器，從而加強(qiáng)電網(wǎng)的自適應(yīng)和重組控制能力。

智能電網(wǎng)的智能代理器要求新型傳感器對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)的測(cè)量速度和高準(zhǔn)確度與對(duì)電子式互感器的要求應(yīng)是一致的，甚至對(duì)某些數(shù)據(jù)的測(cè)量準(zhǔn)確度的要求更高，如對(duì)電暈損失的測(cè)量,其采樣率最好采用250k次/s，相當(dāng)每周期(50Hz)采樣5000次。

在線監(jiān)測(cè)裝置主要是監(jiān)測(cè)電容型設(shè)備的介質(zhì)損耗，電容及其變化量，泄漏電流及其變化量，不平衡電壓，避雷器的全電流和阻性電流，變壓器套管的介損和油中氫氣含量，變壓器的局部放電、油中色譜，少油開關(guān)的泄漏電流及其他設(shè)備(如發(fā)電機(jī)放電)等。對(duì)變電站關(guān)鍵電力設(shè)備的電氣絕緣綜合在線監(jiān)測(cè)研究具有重要的意義，并要加強(qiáng)在線監(jiān)測(cè)裝置的防干擾措施。