芻議智能變電站發展的關鍵技術

摘 要:隨著社會主義市場經濟的發展，對電力的需求也在不斷增大，在進行電力環境嚴格監管與國家能源綜合調控的前提下，電力網絡與電力市場和用戶們的關系已經更加密切。為了可以源源不斷的為用戶和國家輸送電力，而且使電力的輸送更快捷，高效和穩定，就需要進行智能變電站的建設。本文中，筆者將就智能變電站的一些關鍵技術進行簡要闡述。

關鍵詞:智能 變電站發展 關鍵技術

中圖分類號:TM62文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(c)-0120-01

智能變電站的建設，是依靠先進的，集成的，可靠的與環保的智能設備進行電力配送，并且以全站內的通信平臺網絡化，信息數字化，和信息共享化為設計的基本要求，對信息的采集工作，測量工作，控制工作，保護工作，計量與檢測工作進行獨立完成，還能根據用戶需求，來進行實時的自動控制與調節。這樣就大大減少了普通變電站常常出現的事故的發生，也使得電力的配送變得智能化。

1 硬件系統集成技術

傳統的變電站中，對信息的采集與處理需要借助中央處理器和外圍的芯片或者設備來進行共同工作。中央處理器的作用是可以實現一些高級的應用功能，比如說大量數據的計算和邏輯的分析過程，所以中央處理器的性能如何，將會對實現各種功能產生制約，會直接的影響到其速度與質量問題。通常使用的是DSP，ARM或者是CPU這樣的中央處理器，不過這種設計存在著自身的缺陷，一是智能變電站對實時信息量需求增大，只能集成較少資源的處理器無法滿足智能變電站本身的處理需要，因而限制智能變電站的技術發展。二是處理器集成的無法滿足智能變電站的需求的其他硬件資源被閑置下來，使得資源被浪費。三是對于刪減嵌入式操作系統的工作十分繁瑣，而復雜的系統自身也造成了系統測試中錯誤率的上升和難度的加大。伴隨現代的電子科學的發展，出現了對硬件的描述語言，這就使硬件系統在設計中變得模型化，自動化和集成化，更有助于去針對功能進行模塊化設計，可以把一些固定的邏輯處理的過程，在智能設備的內部進行固化，使原來的一些依靠軟件來實現的功能轉變為依靠硬件實現。這種設計，可以在保證邏輯處理的實時性，準確性與可靠性的同時，對硬件資源的開銷進行精簡，而且可以解決信息傳輸的問題，并提高設備的集成度。除此之外，硬件的集成技術還便于對智能設備進行檢修，更換和進行升級。所以在智能變電站使用硬件系統的集成技術，會打破傳統設備的設計理念，會改變變電站中硬件設備的格局布置，為變電站的智能化做好基礎。

2 軟件構件技術

智能變電站中使用的軟件系統，不單單可以實現傳統的信息管理與信息監控，還能將PMU與錄波功能進行集成處理，以此實現估計站內狀態，進行區域集控，遠程維護和評估電能質量等智能化的高級管理，還會參照工程配置的文件，來生成系統工程的數據，實現智能變電站系統與設備系統模型的自動重構。而這樣的軟件系統，是需要軟件的構件技術才可以實現的。具有一定功能的程序體，可以獨立工作或者與其他構件裝配起來進行協調工作就是軟件構件。軟件構件技術的實質，就是為了完成一個或者是多個功能的特定服務，在不同粒度上對一組代碼或者類等進行組合與封裝，進而提供接口給用戶。構件技術把系統的抽象程度提高到了一個比面向對象技術更高的層次，分而治之就是構件技術的中心思想。其中，構建技術手段之一的復用技術，需要工作人員在實踐中不斷去探索創新。軟件構件技術，在軟件系統實現靈活、彈性以及實時起到關鍵作用，嵌入式系統軟件通過此技術實現功能集成的手段。

3 信息管理存儲技術

高級局域網可以進行自動恢復，智能變電站用它來建設數字化信息平臺，而這個可以恢復自愈性故障的信息平臺，提供給信息采集服務給智能變電站。而且它體現了集中管理信息的設計思想，還為進行信息模型的轉換，集成，調用和冗余等諸多功能提供基礎，并為電力下放提供信息與技術的支持。以太網已經無法滿足智能變電站的需求，所以進行信息的優先級傳輸和信息的就地存儲就顯得更加重要。信息的優先級傳輸可以保證一些重要信息可以及時準確的傳輸，而一些非關鍵的信息，就進行就地存儲。這樣可以減少網絡傳輸的負荷，并為系統決策提供數據。該項技術可以將變電站底層的硬件與網絡設備構建成一個共享的資源庫，對那些就地存儲的信息，可以隨時調用。而其本質就是將信息按照不同的粒度進行細化，來實現信息分層分布與調用，而且隨著智能電網的發展，進行信息安全防護也是需要我們考慮的，而該技術正好可以彌補這些不足，它可以對信息進行評估分析，按照安全等級的不同，設計相應的防護策略，在最大限度上，對各級電網的信息提供安全保障。

4 分布式電源保護控制技術

使用分布式電源，可以提高智能電網的效率性，安全性與靈活性，并改變傳統配電中單向潮流的特性，而將其變成一個多源網絡。分布式電源作為一個整體模塊，可以進行孤網運行，還可以并網運行。需要我們對其接入系統時對電網頻率，無功以及電壓穩定的影響進行關注。分布式電源保護控制系統與傳統的保護策略不同，它主要是針對分布式電源雙向潮流流通，電源內部電力電子設備引入的特點，通過阻抗前饋與負荷模型反饋等計算方法，來制定保護策略。其中包括了全線速動保護，低壓保護，反弧島，高頻切機與低頻減載等特殊的保護功能。而控制策略主要是針對并網之后的控制，采用自動同期控制和重合閘控制相互配合的控制策略。

5 信息標準融合技術

智能變電站中通過復雜的信息采集渠道，具有大量不同種類的信息。每一個智能電網設計一套自己的信息采集理念，運用不同的算法及模型，采集各種不同的信息，是一臺電網無法利用別的電網的信息。因此為了實現和智能電網的無縫通信連接，對智能變電站內各種信息模型進行相互轉換與映射就不可避免了，于是就需要使用信息標準的融合技術，而該項技術的基礎是信息模型的規范化，標準化和體系化。對于實現信息模型的規范化與標準化，第一要設立開放的通信架構，使各個元件之間的信息可以通過網絡來進行通信，也就是信息網絡化;第二更深入的細化處理信息模型，制定模型夸大擊垮的原則的標準;第三，制定技術的唯一標準，形成一個具有多功能的規約庫，來實現各個應用系統之間的無縫通信。目前，IEC61850是全面規范智能化變電站中自動化體系的國際電工委員會最新實施的標準，也是只能變電站內部的統一規約。

智能變電站作為智能電網中重要的部分，需要在發展中將先進的電力電子技術，計算機技術與控制技術進行相互融合，來實現智能變電站易擴展升級，易改造維護的應用需求。

參考文獻

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[2]李孟超，王允平，李獻偉，等.智能變電站及技術特點分析[J].電力系統保護與控制，2010(18).