智能電網與電子式互感器及電力一次設備在線監測

⑴根據國際標準IEC61850-5-13的要求，電子式互感器需為各種智能IED提供高準確度的電流I和電壓U，其數據采樣率必須≥12000次/s，三相同步時間應為±1μs。[3]，[4]

⑵PMU與WAMS的連接應滿足IEEE 37.118的準確性標準(1級)并對數據傳輸使用IEEE 37.118標準。 要求PMU的數據采樣率≥12000次/s，測量頻率的絕對準確度為± 1 mHz，絕對相角準確度為± 0.02度，時間準確度為± 1 μs。數據傳輸率為50/60 Hz。要達到此要求，提供給PMU和WAMS原始數據的電子式互感器對I、U的測量準確度應小于0.2%, 三相同步時間為± 1 μs，相位移應滿足IEC60044-7/8的要求。[3]

⑶IEC61850-9-1對以太網物理層傳輸速率的要求

電子式互感器的綜合單元對保護、測量等IED的輸出傳輸速率應與IED的采樣率匹配。根據IEC61850-5-13的規定：保護裝置IED的采樣率為480、960和1920次/s;測量儀表的IED采樣率為1500、4000和12000次/s。

IEC61850-9-1規定：電子式電流/電壓互感器的綜合單元對保護、測量等IED的輸出傳輸速率應與IED的采樣率匹配。[3]，[5]

2.3 電力一次設備在線監測對堅強智能電網的作用

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

參考文獻[2]在解釋智能電網的具體內容時指出：“在輸電的每個元件(如開關、變壓器等)、每個變電站和發電廠中皆設置一個具有堅強的操作系統獨立的處理器(processor)，也可用作獨立的代理器(agent)，在這些處理器或代理器之間能進行雙向快速通信，從而形成一個巨大的分布式平臺。每個代理器必須與相應元部件的傳感器連接，以評估其運行狀況，并用高速寬帶光纖通信系統將傳感器的數據傳送到其它處理器(代理器)，各處的代理器既是獨立動作的，又是彼此通信互連的，可以進行協調控制。”

智能電網的自愈控制是在事故影響電網之前就從本地或局部地區對事故進行處理后，從而達到自愈的效果。由此可見，電力一次設備的在線安全監測裝置就是智能電網實現自愈控制的智能代理器最基礎部分。電力一次設備的在線安全監測裝置最初是為了對一次設備進行常規診斷，后來實現狀態檢修，以代替傳統的計劃檢修。當然，目前的在線安全監測，還不是實時的在線監測。在此基礎上，若狀態監測的可信度大大提高，并加快對設備狀態的監測頻率，就可逐步成為自愈智能電網的智能代理器。這樣，當新型的傳感器、在線監測裝置和執行機構研制出來后就可形成智能代理器，從而加強電網的自適應和重組控制能力。

智能電網的智能代理器要求新型傳感器對電網運行參數的測量速度和高準確度與對電子式互感器的要求應是一致的，甚至對某些數據的測量準確度的要求更高，如對電暈損失的測量,其采樣率最好采用250k次/s，相當每周期(50Hz)采樣5000次。

在線監測裝置主要是監測電容型設備的介質損耗，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，少油開關的泄漏電流及其他設備(如發電機放電)等。對變電站關鍵電力設備的電氣絕緣綜合在線監測研究具有重要的意義，并要加強在線監測裝置的防干擾措施。