淺談智能電網在變電站建設中的應用

【摘要】智能化變電站可認為是采用先進、可靠、集成、低碳、環保的智能設備，以全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監測等基本功能，并可根據需要支持電網實時自動控制、智能調節、在線分析決策、協同互動等高級功能的變電站。

【關鍵詞】探討，發展，數字化，供電系統

【中圖分類號】U22 3.6 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672—5158（2012）08—0122-02

前言

變電站是電網輸配的重要節點，是連接發電、輸電和配電等環節的紐帶，具有至關重要的作用。變電站涵蓋了大量的電力系統一次及二次設備，是形成電力系統堅強網架的基礎，因此，建設智能電網須要加強智能變電站的建設，智能變電站的建設應以先進的信息化、自動化技術為基礎，靈活、高效、可靠地滿足發電、輸電、配電對電網提出的各種變化要求，實現提高電網安全性、可靠性、靈活性和資源優化配置水平的目標。但由于智能變電站的發展剛剛起步，國家相關標準規范尚處于統一制定階段，要實現智能變電站的建設目標，全面提升變電站智能化水平、完善智能設備的自診斷能力，需要對其關鍵技術進行深入的研究。

一、智能電網的概念

在2005年，埃貝爾發明了一種利用群體行為原理使大樓電器相互協調的技術和一種無線控制器，智能電網由此時開始出現。智能電網又稱“未來電網”，它不是一件事或物，而是將先進的一些技術以及電網基礎設施集成的一種新型現代化電網，具有“更可靠、安全經濟、高效、更環境友好”的特點，其關鍵技術領域涉及較廣，具體有傳感量測技術、分析決策技術、制動控制技術、計算機技術等等。要想清晰認識智能電網，需要從其概念、內涵特征、關鍵技術、智能化等各方面進行分析。

二、智能電網的內涵與特征

基于市場、環境、安全等各方面的因素，智能電網具有8個特點：自愈、兼容、交互、協調、高效、優質、集成、綠色。其中自愈是指在電力供應方面，智能電網能夠不斷發現存在或潛在的問題，然后糾正或控制，最終保證供電質量，可靠、安全、高效，是較為突出的特征。交互是指“交互式”，為了能達到雙方相互適應，智能電網能夠實現“雙向交流、雙向通信”，用戶根據實際情況于被提供的信息中指定符合自己需求的方案。智能電網應用了許多先進技術與監控技術，能夠更好地降低成本和增加效益，實現高效。“綠色”是另一突出的特征，智能電網通過利用綠色能源、潔凈能源、再生能源，降低環境污染，緩解能源消耗巨大的問題，同時能緩解地區能源供給不平衡問題。

除此之外，智能電網更適應計算機和自動化生產要求，并且能夠支持地方性革新和全國性交易。

三、建設原則

3.1 充分體現數字化設計理念

3.11 一次設備智能化和二次設備網絡化。

3.12 使變電站的整體設計、建設、運行成本降低。

3.2 一次設備智能化主要體現在電子式互感器和智能斷路器的應用。

3.21 有效地減少變電站占地面積和電磁式CT飽和問題。

3.22 應用合并器解決數據采集設備重復投資問題。

3.23 利用網絡替代二次電纜，有效解決二次電纜交直流串擾問題，并簡化了施工。

3.24 敞開式斷路器：滅弧能量12t監測、隔離刀閘測溫、在線五防聯鎖。

3.25 主變狀態監測

3.3 二次設備網絡化主要體現在系統結構的三層兩網。

3.31 站控層、間隔層、過程層。

3.32 站控層和間隔層以基于IEC61850標準的互聯互操作為重心，實現數據共享。

3.33 過程層以可靠性和穩定性為首要設計原則。

3.4 高級應用：集約化、網絡化、智能化的自動化功能。

3.41 保護測控集成優化。

3.42 在線式一體化五防。

3.43 程序化控制與系統聯鎖。

3.44 設備狀態監測及檢修

3.45 事故異常專家分析系統

3.46 智能檢測及控制（物聯網）

3.47 無人巡視支撐平臺

四、智能變電站技術原則

4.1 智能變電站智能設備

4.11 具有信息數字化、功能集成化、結構緊湊化、狀態可視化等主要技術特征。

4.12 符合易擴展、易升級、易改造、易維護的工業化應用要求。

4.2 智能變電站的設計及建設。

4.21 應按照DL/T1092三道防線要求。

4.22 滿足DL/T755三級安全穩定標準。

4.23 滿足GB/T14285繼電保護選擇性速動性、靈敏性、可靠性的要求。

4.3 智能變電站的測量、控制、保護等裝置應滿足GB/T14285、DL/T769、DL/T478、GB/T13729的相關要求，后臺監控功能應參考DL/T5149的相關要求。

4.4 智能變電站的通信網絡與系統應符合DL/T860標準。

五、智能變電站在當今電網生存的優勢

智能變電站是智能電網的重要內容，變電領域的發展重點是智能變電站，智能變電站對智能電網的建設將起到先驅作用。

智能變電站的主要優勢：

·光纖代替電纜，設計安裝調試都變得簡單

·模擬量輸入回路和開關量輸入輸出回路都被通信網絡所取代，二次設備硬件系統大為簡化

·統一的信息模型，避免了規約轉換，信息可以充分共享

·可觀測性和可控性增強，產生新型應用：如狀態監測、站域保護控制

主要體現在以下幾個方面：引進了電子式互感器、合并單元智能終端、交換機等新裝置；采用了IEC61850標準、IEEE1588新標；其中繼電保護系統、通信網絡結新體系結；同時研發了一些新功能。

而智能變電站本質優點主要體現在：過程設備數字化，主要為電子式互感器/合并單、智能終；信息傳輸的網絡化，主要為IEC61850標及網絡通信技術。

六、結束語

變電設備智能狀態監測技術還處于發展起步階段，根據其現狀及特點，提出以下建議：

（1）將成熟的監測技術引入電網一次設備，提高智能一次設備的監測有效性和準確性。智能一次設備已成為明確的發展方向，只有進一步提高智能一次設備實用性，才能保證其良性發展。

（2）促進智能一次設備狀態監測技術與傳統二次技術的融合，真正實現測、計、控、檢、保五大功能與一體，其信息共享暢通、功能融合良好、運行操作可靠。

（3）進一步開發智能一次設備的綜合分析系統，實現狀態評價、壽命預估、故障診斷的高級應用功能。使得智能組件的設備狀態綜合評價結果與專業技術人員的評價結果基本一致，智能化水平明顯提升。

（4）加強智能設備入網的檢測、檢定工作。智能設備尚處于發展階段，產品不成熟，只有建立健全入網檢測、檢定工作，將該工作體系化、常態化、標準化、專業化，才能保證產品質量，切實提高一次設備智能化水平。

參考文獻

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