智能變電站的技術(shù)支持探討

高濱

摘 要：智能電網(wǎng)是國家電力的發(fā)展方向，而智能變電站是智能電網(wǎng)構(gòu)架重要組成部分，是電力系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢。文章闡述了智能變電站的特點，分析探討了智能變電站的技術(shù)支持體系。

關(guān)鍵詞：智能變電站；智能電網(wǎng)；技術(shù)支持

中圖分類號：TM764 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）32-0074-02

智能電網(wǎng)是以先進(jìn)的廣域測量技術(shù)、數(shù)字信息化、網(wǎng)絡(luò)通訊、自動化控制等技術(shù)應(yīng)用而形成的新型電網(wǎng)。智能變電站是傳統(tǒng)數(shù)字化變電站的提升和發(fā)展，也是現(xiàn)今我國電力系統(tǒng)改革的重點項目。隨著智能電網(wǎng)建設(shè)逐日發(fā)展，智能電網(wǎng)很大程度改變傳統(tǒng)了電網(wǎng)的形態(tài)，從智能電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)看，智能變電站是智能電網(wǎng)中調(diào)配和輸送電能重要電力設(shè)施、是智能電網(wǎng)控制及運行的命脈節(jié)點，對智能電網(wǎng)發(fā)電、配電、輸電、變電、用電和調(diào)度各環(huán)節(jié)的重要作用，這對適用于智能變電站提出新技術(shù)要求。

1 智能化變電站與傳統(tǒng)變電站的特點

1.1 傳統(tǒng)變電站的特點

傳統(tǒng)變電站電力設(shè)備占地面積較大，站內(nèi)系統(tǒng)多套孤立且復(fù)雜，設(shè)備耗資大，二次設(shè)備之間依靠大量電纜和導(dǎo)線連接，一、二次設(shè)備安裝及調(diào)試工作量大，操控、檢測、保護(hù)等還都采用電磁型和微機(jī)型的設(shè)備。目前35 kV及以上變電站都在逐步完善綜自改造?？傊?，系統(tǒng)綜合自動化程度還不高，缺陷處理及維護(hù)率較高。后臺監(jiān)控系統(tǒng)各廠家通訊規(guī)約不統(tǒng)一、缺乏標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化，數(shù)據(jù)信息采集、傳輸響應(yīng)慢、負(fù)載能力弱、信息傳送易堵塞等缺陷，保護(hù)、測量、計量、調(diào)控等系統(tǒng)設(shè)備相互獨立，二次保護(hù)及監(jiān)控等設(shè)備功能因邏輯、原理、計算方法、信息處理功能不強等因素而造成實際運行工況監(jiān)控不準(zhǔn)確、甚至誤判誤發(fā)信號。

1.2 智能變電站的特點

智能變電站主要是以先進(jìn)、可靠、綜合自動化一體的智能設(shè)備組建而成。其智能設(shè)備精簡、占地空間小。在技術(shù)上體現(xiàn)自動化、互動化、可視化、數(shù)字信息化等。管理系統(tǒng)體現(xiàn)全站集成化、網(wǎng)絡(luò)通訊、數(shù)字信息共享等規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)一體化。并可根據(jù)電網(wǎng)運行需要實施智能調(diào)控、在線分析。實現(xiàn)與相鄰變電站、電網(wǎng)調(diào)度有機(jī)配合與互動，高效、可靠維護(hù)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。

2 智能化變電站現(xiàn)狀

目前，智能化變電站還不多，正處與推廣階段，智能化變電站與常規(guī)變電站相比，占地空間有一定的減小，設(shè)備功能強大、技術(shù)優(yōu)勢明顯，具有較好的經(jīng)濟(jì)發(fā)展前景，在運行中實現(xiàn)了設(shè)備監(jiān)控操作可視化，通過智能告警、智能防誤等高級功能的應(yīng)用，提高了效率，減少了檢修停電和故障停電時間，便于運行和維護(hù)。但現(xiàn)階段智能化變電站仍然存在諸多問題：主要是缺乏相關(guān)技術(shù)支持體系、智能應(yīng)用體系、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等，過程層/間隔層設(shè)備接口不規(guī)范，一、二次設(shè)備匹配難，還沒有形成設(shè)備規(guī)?；a(chǎn)等，沒有形成更多的智能應(yīng)用，缺乏檢驗、試驗評估體系，都是要實現(xiàn)智能化較為突出的問。總之，智能化的發(fā)展主要還是局限于自動化系統(tǒng)本身提高，現(xiàn)在智能化變電站總體上講處于試驗發(fā)展階段。

3 智能化變電站的技術(shù)支持

變電站智能化基本技術(shù)特點指：信息化、自動化、互動化。信息化是依靠光纖通訊和光電傳感設(shè)備來實現(xiàn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)聯(lián)系的最捷徑通道；自動化是體現(xiàn)智能變電站發(fā)展水平基本指標(biāo)；應(yīng)用高效信息采集整合傳輸技術(shù)，來提高變電站自動控制運行和管理水平；互動化是電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)內(nèi)在信息溝通和實時信息交換，使電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)配合，促進(jìn)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)、安全穩(wěn)定運行。

3.1 智能化變電站技術(shù)體系

智能變電站技術(shù)體系包含：技術(shù)支撐體系、基礎(chǔ)體系、智能應(yīng)用體系以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化體系。技術(shù)支撐體系是指先進(jìn)的通訊信息、數(shù)字化、自動化應(yīng)用技術(shù)，是變電站實現(xiàn)智能化更本；基礎(chǔ)體系是指變電站內(nèi)電力設(shè)備實物載體，是實現(xiàn)智能變電站的基礎(chǔ)設(shè)施；智能應(yīng)用體系是指信息互動、具有思維意向功能，是智能設(shè)備的核心；標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范體系是指模型、設(shè)備配套、信息、接口、建模等指標(biāo)應(yīng)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)化；標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化是實現(xiàn)智能變電站保障。

3.2 變電站一、二次設(shè)備智能化集成技術(shù)

一次設(shè)備主要有變壓器、斷路器、互感器、無功補償設(shè)備、輸配電線路及其輔助配套設(shè)備，使其這些設(shè)備的控制、保護(hù)、監(jiān)測、運行工況等與相關(guān)二次設(shè)備集成智能化。從而完善對電網(wǎng)運行的控制、保護(hù)、診斷等功能，具有系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)（規(guī)范）化的信息接口，并根據(jù)不同功能智能體有機(jī)配合，提升電網(wǎng)的運行水平。

3.3 智能化變電站統(tǒng)一信息建模技術(shù)

面對變電站系統(tǒng)復(fù)雜、信息量大等特點，智能變電站構(gòu)建了統(tǒng)一信息平臺的監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)用廣域信息整合技術(shù)，實現(xiàn)智能變電站及電站周邊全景監(jiān)控，對變電站各環(huán)節(jié)區(qū)域信息采集實時同步，統(tǒng)一模型、接口、標(biāo)準(zhǔn)（規(guī)范）等及相關(guān)技術(shù)，實現(xiàn)電網(wǎng)各環(huán)節(jié)信息傳輸與互動，促進(jìn)電網(wǎng)協(xié)調(diào)穩(wěn)定運行。

3.4 智能化變電站各系統(tǒng)設(shè)備模型構(gòu)建技術(shù)

在研究變電站自動化系統(tǒng)中，智能設(shè)備研究基于自動化、信息化、數(shù)字化、可視化、自動建模技術(shù)；智能裝置在電網(wǎng)運行方式發(fā)生變化時自適應(yīng)、校驗檢測系統(tǒng)能夠自動完善模型功能；自動化系統(tǒng)對智能裝置各環(huán)節(jié)模型進(jìn)行檢查、測試的交互技術(shù)；智能變電站中測控保護(hù)裝置在線運行各種工況下其功能自動重構(gòu)，在線自動完善智能裝置功能如保護(hù)定值整定（修改）、配置優(yōu)化、故障內(nèi)型識別、故障分析并提出報告、保護(hù)投退、參數(shù)計算等和模型自適應(yīng)技術(shù)。

3.5 智能化變電站廣域協(xié)同控制及保護(hù)技術(shù)

基于變電站統(tǒng)一保護(hù)控制數(shù)據(jù)信息平臺，應(yīng)用廣域協(xié)同控制保護(hù)原理、不同運行方式下參數(shù)快速精確測量、自適應(yīng)、實時同步、電能量計算、統(tǒng)一建模及交換等技術(shù)，相鄰廠（站）、調(diào)度互動溝通系統(tǒng)，智能多代理系統(tǒng)、智能設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等。

4 結(jié) 語

目前，智能化變電站還不多，正處在推廣階段，智能化變電站與常規(guī)變電站相比，占地空間有一定的減小，設(shè)備功能強大、技術(shù)優(yōu)勢明顯，具有較好的經(jīng)濟(jì)發(fā)展前景，在運行中實現(xiàn)了設(shè)備監(jiān)控操作可視化，通過智能告警、智能防誤等高級功能的應(yīng)用，提高了效率，減少了檢修停電和故障停電時間，便于運行和維護(hù)。但現(xiàn)階段智能化變電站仍然存在諸多問題：①缺乏完善的相關(guān)技術(shù)支持體系、智能應(yīng)用體系、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等，過程層/間隔層設(shè)備接口不規(guī)范，還沒有形成設(shè)備規(guī)?；a(chǎn)等，沒有形成更多的智能應(yīng)用，缺乏檢驗、試驗評估體系；②一、二次設(shè)備方面的材料質(zhì)量、抗干擾性、匹配性、可靠性和環(huán)境兼容性等問題尚未完全解決，同時，對繼電保護(hù)提出了新的要求；③試驗設(shè)備、試驗方法、試驗標(biāo)準(zhǔn)、試驗人員技能都還是較為薄弱環(huán)節(jié)。

總之，變電站智能化是個系統(tǒng)化工程，其發(fā)展主要還是局限于自動化系統(tǒng)本身提高，現(xiàn)在智能化變電站總體上講處于試驗發(fā)展階段，諸多技術(shù)問題還需要攻克解決。相信隨著科技進(jìn)步、科技工作者的不斷努力研發(fā)、不斷完善、循序漸進(jìn)、實現(xiàn)變電站智能化建設(shè)快速發(fā)展。

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