智能變電站關(guān)鍵技術(shù)及其構(gòu)建方式思考

摘 要：在科技不斷發(fā)展的背景下，電網(wǎng)技術(shù)逐步朝著智能化電網(wǎng)的方向發(fā)展。為了實現(xiàn)智能電網(wǎng)的全面覆蓋，首要條件便是做好智能變電站的構(gòu)建工作?；诖?，文章從智能變電站的相關(guān)概念出發(fā)，就其關(guān)鍵技術(shù)及構(gòu)建方式展開全面探討，在為智能變電站提供衡量標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，推動我國智能電網(wǎng)的進步與發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智能變電站；關(guān)鍵技術(shù)；構(gòu)建方式

1 智能變電站相關(guān)概述

智能變電站指的是將實現(xiàn)資源貢獻及信息數(shù)字化發(fā)展作為基本要求，由多種可靠、環(huán)保、低碳、集成的智能設(shè)備共同組成的一種變電站。智能變電站不但可很好地完成傳統(tǒng)變電站內(nèi)部各項基本功能，進而促進電網(wǎng)的正常運行，更可以根據(jù)高級應(yīng)用功能，來開展在線分析、在線決策、智能調(diào)節(jié)、協(xié)同合作等方面的工作，實現(xiàn)變電站的長遠(yuǎn)發(fā)展。

1.1 智能變電站具備的優(yōu)勢

相比于傳統(tǒng)的變電站，智能變電站具備集成性高及可靠性強等顯著優(yōu)勢。

其一，集成性高。在智能變電站中，科學(xué)、合理應(yīng)用了計算機、網(wǎng)絡(luò)通訊、電子電力及傳感等眾多現(xiàn)代化技術(shù)，這些技術(shù)的有機結(jié)合不但促進了微網(wǎng)兼容及虛擬電廠的實現(xiàn)，而且將采集變電站設(shè)計的方式進行了充分簡化，為智能電網(wǎng)的建成與覆蓋提供了可靠的信息支持。

其二，可靠性強。電網(wǎng)得以正常運行的條件便是具備一定的可靠性。其中，智能變電站及其內(nèi)部智能設(shè)備的可靠性均比較強，因而就要求變電站的診斷水平達到一定的高度，只有這樣才能在設(shè)備發(fā)生故障前展開及時有效的預(yù)防工作，從而確保設(shè)備的可靠運行[1]。

1.2 智能設(shè)備的作用

為了與智能電網(wǎng)的建設(shè)相適應(yīng)，我們提出了智能設(shè)備這一概念。智能設(shè)備的出現(xiàn)，取締了傳統(tǒng)一次設(shè)備及二次設(shè)備之間的劃分，并集合了間隔層、過程層包含的各項功能。人們通過采取科學(xué)、有效的措施，便可對智能設(shè)備的具體運行狀況展開分析與評價。在智能變電站中，智能設(shè)備的應(yīng)用為站內(nèi)設(shè)備運行的穩(wěn)定性及可靠性提供了充分保障，并能對站內(nèi)的狀況展開及時的監(jiān)管；其次，還可有效評估并判斷一次設(shè)備的使用周期及故障情況，從而為變電站內(nèi)部技術(shù)在運行檢修方面提供更多的支持。除此之外，智能設(shè)備的使用極大程度上降低了變電站的投入成本及安全隱患的發(fā)生[2]。

1.3 供電管理系統(tǒng)

在智能變電站中，考慮到LED固體光源屬于一種支流供電，因而在設(shè)計電路時，無需采取措施將直流變?yōu)榻涣?。其中，蓄電池的正極與晶體管集相接，負(fù)極則與地相接，其供電管理系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，其利用電壓電流轉(zhuǎn)換器對放電電流進行檢測，隨后再通過放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路等地，最后進入到控制器中，此時單片機便會檢測放電的電流是否處于恒定的狀態(tài)。如果檢測到尚未恒定，那么就會調(diào)節(jié)輸出的電壓，使其在經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換，并經(jīng)過跟隨器及放大器后，有效控制晶體管集的極電壓，進而確保放電電流的穩(wěn)定性。與此同時，蓄電池的電壓也經(jīng)過反相放大器、跟隨器等，再經(jīng)A/D的轉(zhuǎn)換操作后，向控制器輸入，從而確?？刂破髂軐ψ兓碾妷赫归_監(jiān)測。除上述作用外，控制器還會實時檢測蓄電池的電流及電壓，從而有效防止因電池放電而造成的損壞。

2 智能變電站關(guān)鍵技術(shù)

2.1 電子互感器

國家電網(wǎng)公司于2010年在第一批7個智能變電站試點工程中（其中3座為改造站，4座為新建站），采用了電子式互感器這一項技術(shù)，例如基于分壓原理的互感器，以及光纖式的互感器等。從產(chǎn)生的試點效果展開分析，我們發(fā)現(xiàn)電子互感器技術(shù)的可靠性還待進一步的改進。其存在的問題主要表現(xiàn)在以下方面：基于分壓原理的互感器，其高壓傳感部件存在一定數(shù)量的電路設(shè)備，只有在外部供電的情況下方可開展工作，同時還需解決有關(guān)電磁兼容的問題；而對于光纖式的互感器，其在實際應(yīng)用過程中，當(dāng)電流出現(xiàn)較低的情況時，會產(chǎn)生非常大的噪音。除此之外，二次調(diào)理線路還經(jīng)常設(shè)置在電子式互感器中，與一次部件相比，使用壽命不相同。通過全面分析設(shè)備的可靠運行等因素，智能變電站大多有機結(jié)合了傳統(tǒng)的互感器及合并單元采樣。

2.2 智能設(shè)備組網(wǎng)措施

智能變電站在采取設(shè)備組網(wǎng)措施時，通常情況下會以三層兩網(wǎng)的原則展開設(shè)計。對于合并單元及終端智能，則應(yīng)以間隔下方為基準(zhǔn)，從而將其在匯控柜中進行合理設(shè)置，并通過使用具備測控及保護作用的一體化設(shè)備來保護二次智能設(shè)備，并以相互之間的間隔為標(biāo)準(zhǔn)進行組屏[3]。智能變電站通過結(jié)合配置110kV的主變壓器保護及220kV等級保護，從而使星型雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)能被交換機使用；而通過直跳直采等措施來施加保護，則可利用GOOSE這一先進的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，將設(shè)備的間隔封閉劑啟動失靈等信號充分反映出來。

2.3 智能設(shè)備的在線監(jiān)測

通過在線監(jiān)測智能變電站內(nèi)各設(shè)備的運行狀態(tài)，可有效監(jiān)測SF6氣體的密度、變壓器的油色譜，以及鐵芯的電流接地情況等?？傮w進行分析，此項技術(shù)能將數(shù)據(jù)準(zhǔn)確測量出來，已達到較為成熟的狀態(tài)。在監(jiān)測斷路器接頭的溫度及開關(guān)行程等因素時，應(yīng)當(dāng)將理論知識與實際情況相結(jié)合，進而展開研究工作。當(dāng)前，在線監(jiān)測技術(shù)在變電站中的應(yīng)用效果比較普通，相比于一次設(shè)備，其可靠性也比較差，具體表現(xiàn)在傳感器接頭容易受到損害；監(jiān)測精度也會在長期運行下呈現(xiàn)出不斷下降的趨勢，因而難以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。此外，變電站中存在各種通訊設(shè)施及電子設(shè)備等，形成了有強電磁的環(huán)境，容易受到外界震動、電磁干擾以及濕度溫度變化等因素的影響。由于上述原因的存在，因而智能設(shè)備在線監(jiān)測這一技術(shù)大多應(yīng)用在智能變電站的試點工程中。

3 智能變電站的構(gòu)建方式

3.1 科學(xué)體系的構(gòu)建

為賦予智能變電站良好的性能，就需要設(shè)置完善的體系構(gòu)架，加強軟件技術(shù)的應(yīng)用力度，并與變電站的實際需求相結(jié)合，進而展開科學(xué)合理的配置與調(diào)節(jié)。此外，在智能變電站的控制體系中，為構(gòu)建起安全、靈活的功能體系，就需要加強軟件固件及硬件集成等技術(shù)的應(yīng)用力度。經(jīng)相關(guān)實驗研究顯示，采取上述措施構(gòu)建出來的智能變電站結(jié)構(gòu)體系，可極大程度上促進變電站信息化及自動化程度的改善，在簡化系統(tǒng)維護措施，為電網(wǎng)與變電站之間的聯(lián)系提供便利的同時，對投入成本進行了合理控制。

3.2 繼電保護及信息資料的安全性

對我國傳統(tǒng)的變電站展開分析，可以發(fā)現(xiàn)其繼電保護的水平均不是很高。因此，在構(gòu)建智能變電站時，就應(yīng)當(dāng)采取開放的防護措施，并以電網(wǎng)數(shù)據(jù)的變化為基準(zhǔn)，對繼電保護進行控制與調(diào)節(jié)，從而為智能電網(wǎng)運行的可靠性提供充分保障。在智能變電站的構(gòu)建過程中，為確保信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃约鞍踩裕ǔ２捎镁W(wǎng)絡(luò)自動化的控制技術(shù)，只有構(gòu)建出信息資料安全的評估系統(tǒng)，才能為智能變電站提供完整的信息資源。

4 結(jié)束語

綜上所述，考慮到智能變電站具備傳統(tǒng)變電站無可匹敵的優(yōu)勢，其不但是智能電網(wǎng)建設(shè)中一項不可或缺的組成部分，同時更是我國電力企業(yè)的發(fā)展趨勢?；诖?，我們應(yīng)當(dāng)對智能變電站的關(guān)鍵技術(shù)及其構(gòu)建方式展開研究，在促進智能變電站安全、可靠運行的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)我國電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1]郭軍亮.智能變電站關(guān)鍵技術(shù)及其構(gòu)建方式的探討[J].企業(yè)導(dǎo)報，2014，6（14）：140-141.

[2]林宇鋒，鐘金，吳復(fù)立.智能電網(wǎng)技術(shù)體系探討[J].電網(wǎng)技術(shù)，2011，33（12）：8-14.

[3]曹楠，李剛，王冬青.智能變電站關(guān)鍵技術(shù)及其構(gòu)建方式的探討[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2011，5（9）：63-65.

作者簡介：吳振勇（1987-），男，廣東省中山市人，工作單位：廣東電網(wǎng)公司中山供電局，職務(wù)：變電站值班員。