變電站智能化應(yīng)用技術(shù)的相關(guān)對策分析

王記偉 黃俊臣

（河南豫電電力建設(shè)監(jiān)理有限公司，河南 鄭州450051）

1 智能化變電站概述

智能變電站是以數(shù)字化為基礎(chǔ)，以先進(jìn)技術(shù)為支撐，采用可靠的、集成的、環(huán)保的智能設(shè)施，通過全站信息共享標(biāo)準(zhǔn)化、通信網(wǎng)絡(luò)化等基本要求，再結(jié)合智能電網(wǎng)的需求，開發(fā)相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集軟件，以實(shí)現(xiàn)全自動的檢測、控制、保護(hù)電網(wǎng)等基本功能，同時(shí)也具備智能調(diào)節(jié)、協(xié)同互動等功能，提供在線分析決策等高級功能的變電站。

智能變電站主要分為智能高壓設(shè)備和變電站統(tǒng)一信息平臺兩部分，前者一般由智能變電壓、智能高壓開關(guān)設(shè)施、電子式互感器等單元組成，智能變壓器通過光纖連接控制系統(tǒng)，根據(jù)不同的運(yùn)行方式，自動發(fā)出是否調(diào)節(jié)的指令，并發(fā)出預(yù)警提供狀態(tài)參數(shù)，以供人工決策，在一定程度上降低了風(fēng)險(xiǎn)、減少成本，提高了變電站的安全性。后者主要表現(xiàn)為管理系統(tǒng)獲得信息統(tǒng)一化的系統(tǒng)橫向共享和對上層應(yīng)用透明化的縱向共享。

根據(jù)智能化變電站的技術(shù)特點(diǎn)，智能變電站系統(tǒng)大致可以分為過程層、間隔層、站控層三個(gè)層次。過程層是由一次設(shè)備和智能組件構(gòu)成，主要執(zhí)行變電站電能分配傳輸、測量、控制、保護(hù)等相關(guān)功能；間隔層是一個(gè)與遠(yuǎn)方輸出或輸入、智能傳感的繼電保護(hù)、測控裝置的二次設(shè)備。站控層功能高度集中化，主要是自動化系統(tǒng)，完成對全站的實(shí)時(shí)監(jiān)控和測量并采集數(shù)據(jù)的工作。

2 智能變電站的優(yōu)點(diǎn)

隨著科技的不斷發(fā)展，智能變電站的技術(shù)也有了較大的提高，在智能化電網(wǎng)中占有重要地位，緊密地連接了全網(wǎng)，加強(qiáng)了各個(gè)環(huán)節(jié)的連接，達(dá)到了準(zhǔn)確防預(yù)和經(jīng)濟(jì)控制的目的，減少了突發(fā)狀況帶來的經(jīng)濟(jì)損失。因此，智能變電站對經(jīng)濟(jì)生活起到了重要的作用。根據(jù)其技術(shù)特性，職能變電站有以下優(yōu)點(diǎn)：

2.1 低碳環(huán)保

在智能變電站中光纖電纜取代了傳統(tǒng)的電纜連接，大大地提高了檢測速度和控制的靈敏度。在電子設(shè)備中采用了高集成度低耗能的電子元件，電子式互感器取代傳統(tǒng)的充油式互感器，減少了能源的浪費(fèi)，降低了運(yùn)營成本。同時(shí)還降低了電磁輻射的污染，提高了環(huán)境質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了變電站智能化與保護(hù)環(huán)境雙贏的目的。

2.2 可靠安全

智能變電站具有良好的交互性，在實(shí)現(xiàn)信息采集和分析的功能后可以將網(wǎng)內(nèi)更復(fù)雜、更高級的系統(tǒng)之間進(jìn)行很好的協(xié)同互動，這種互動確保了智能電網(wǎng)的安全穩(wěn)定的運(yùn)行。另一方面，在滿足電網(wǎng)需求上也要求變電站內(nèi)部的設(shè)施具有高度的可靠性，在發(fā)現(xiàn)問題后及時(shí)處理，使變電站一直處于最佳的運(yùn)行狀態(tài)。

3 智能變電站的發(fā)展前景

國家電網(wǎng)“十二五”規(guī)劃指出：在“十二五”前期，新建智能變電站要保持較快的增長，“十二五”后期，智能變電站改造比例要得到明顯的提升。據(jù)《中國智能變電站行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》顯示，智能變電站已達(dá)到3 600座，后期依據(jù)國家的政策支持，會進(jìn)一步快速發(fā)展，以滿足新形勢下的智能時(shí)代，發(fā)展前景廣闊。

4 智能化變電站的技術(shù)原則

智能化變電站是數(shù)字技術(shù)的一種應(yīng)用，而數(shù)字化都需要制定統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以保證變電站運(yùn)行中系統(tǒng)的統(tǒng)一性。因此，智能變電站也需要遵循一定的技術(shù)原則：首先，對智能設(shè)備不僅要求具有數(shù)字信息化、功能集中化、結(jié)構(gòu)體系化、狀態(tài)可觀化等特點(diǎn)，而且還要滿足容易擴(kuò)展、改造、升級維護(hù)的全方位要求；其次，智能變電站的設(shè)計(jì)需要按照GL/T 1092三道線的要求，滿足DL/T 755三級安全穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)以及GB/T 14285幾點(diǎn)白虎選擇性、靈敏性、安全可靠性的要求；最后，智能變電站的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)還應(yīng)當(dāng)符合DL/T 860標(biāo)準(zhǔn)［1］。

只有在上述的技術(shù)原則指導(dǎo)下建設(shè)智能變電站，才能使得整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，不至于在運(yùn)行中發(fā)生混亂而引起重大事故，這也是安全、高效的保證。

5 智能化變電站的應(yīng)用

近幾年，我國智能化變電站快速發(fā)展，建立起了設(shè)備、技術(shù)以及各種信息化標(biāo)準(zhǔn)體系，基本滿足了現(xiàn)階段智能電網(wǎng)建設(shè)及對舊基站的改造，促進(jìn)了變電站智能化、電網(wǎng)智能化的發(fā)展。但是在應(yīng)用中應(yīng)當(dāng)在技術(shù)原則的指導(dǎo)下，遵循一定的建設(shè)原則來進(jìn)行。

5.1 構(gòu)建智能化變電站信息標(biāo)準(zhǔn)

建立一套完善系統(tǒng)的信息標(biāo)準(zhǔn)，不僅能為智能變電站提供可靠的數(shù)字技術(shù)保障，也能有效地促進(jìn)智能化在變電站的應(yīng)用。通過對信息標(biāo)準(zhǔn)的制定，提高了整個(gè)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。這就要求我們對變電站整體設(shè)計(jì)、建設(shè)，使一次設(shè)備智能化，二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化，充分體現(xiàn)數(shù)字化的理念［2］。

5.2 注重一次、二次設(shè)備中技術(shù)建設(shè)

在智能變電站建設(shè)中，一次設(shè)備的智能化主要表現(xiàn)為電子式互感器和智能斷電路的應(yīng)用，能有效地節(jié)約變電站的用地，并解決了電磁式CT飽和問題，同時(shí)對一次設(shè)備的建設(shè)利用網(wǎng)絡(luò)代替二代電纜，能解決交直流串問題，也能實(shí)現(xiàn)對主變狀態(tài)的持續(xù)監(jiān)測；二次設(shè)備主要體現(xiàn)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的三層兩網(wǎng)，即基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的站控層和間隔層相互協(xié)動，實(shí)現(xiàn)共享數(shù)據(jù)，而過程層則以安全性、穩(wěn)定性為首要原則進(jìn)行設(shè)計(jì)建設(shè)。

5.3 引入分布式電源

分布式電源的應(yīng)用，不僅能幫助提高整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行效率，也能夠增強(qiáng)整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的靈活程度，同時(shí)也改變了原來的單項(xiàng)潮流網(wǎng)，轉(zhuǎn)化為多源型網(wǎng)絡(luò)。接入分布式電源提高了智能變電站繼電保護(hù)的安全可靠性。

5.4 智能變電站中軟件構(gòu)成技術(shù)和硬件集成技術(shù)的應(yīng)用

智能變電站中的軟硬件技術(shù)相互協(xié)作、相輔相成。隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展、進(jìn)步，軟硬件技術(shù)也得到了很大的提高。電網(wǎng)硬件系統(tǒng)中描述語言的硬件使智能變電站有了集成自動等特征，將一些相異的問題模塊化，反映到變電站設(shè)備上，再由軟件控制，實(shí)現(xiàn)硬件的應(yīng)用，進(jìn)而保證了信息的準(zhǔn)確、可靠性，也解決了信息在傳遞過程中失真的關(guān)鍵問題。

5.5 采集數(shù)據(jù)技術(shù)

在智能化電網(wǎng)、智能化變電站的建設(shè)中，都是以數(shù)據(jù)、信息為中心，以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集智能化，保障了變電站的高效工作，能有效地促進(jìn)數(shù)據(jù)流動和數(shù)據(jù)的有效整合，為實(shí)時(shí)控制提供依據(jù)。

6 結(jié)語

未來必將是5G網(wǎng)絡(luò)的時(shí)代，也是物聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代，這又為智能變電站的技術(shù)更新發(fā)展提供了契機(jī)，我國應(yīng)該抓住機(jī)遇，加快智能電網(wǎng)建設(shè)的步伐，為未來的智能時(shí)代做好基礎(chǔ)，同時(shí)，也應(yīng)認(rèn)識到，要完全實(shí)現(xiàn)變電站智能化，就需要對整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)有深刻的認(rèn)識與分析。因此，這將是一個(gè)長期的、曲折的工程，應(yīng)當(dāng)做好打持久戰(zhàn)的心理準(zhǔn)備。

［1］江舞山.試析變電站智能化應(yīng)用技術(shù)的相關(guān)對策［J］.無線互聯(lián)科技，2013（12）：141.

［2］梁穗生.變電站智能化應(yīng)用技術(shù)的相關(guān)對策［J］.中國新科技新產(chǎn)品，2014（5下）：1.