智能變電站技術研究

【摘要】功能強大的智能變電站是未來電網的發展趨勢。作為基礎設施的智能變電站近幾年內成為了研究熱點。本文論證了智能變電站的最新的概念，發展策略和發展目標。詳述了智能變電站的最新技術。

【中圖分類號】U665.12 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2012）09-0198-01

1、簡介

智能電網是具有通行和自動運行的現代電網。為了實現變電站的通信、網絡通信平臺和標準信息分享功能，先進可靠的低碳環保智能設備被應用到智能變電站，使其具有自動獲取信息收集、測量、控制、保護、監視和其他基本功能，并支持如次序控制、系統智能操作、設備狀態可視化、變電站區域控制等一系列先進功能。

智能變電站通過收集各個區域的運行信息來實現智能控制和變電站的自我保護。不同電壓等級的電網和備得通過智能電網得以保護并穩定運行。

相比傳統變電站，智能變電站利用傳感器通過先進的數字分析方法得到了變電站的智能化管理。電器設備和管理技術的革新實現了一二次設備的融合。包含智能元件的變壓器和開關綜合了現場監測、測量、保護、控制等其他功能。IEC61850（DL/T860）標準為變電站系統提供了統一的信息模型和界面標準。經過智能改造和輔助設施，模式識別、機器自學、圖像視頻過程得以實現。這些措施提高了變電站的智能化水平，增強了變電站運行的安全性和穩定性。

2、基本智能設備

基本智能設備是為了實現數字化測量，網絡控制，設備狀態可視化，功能綜合和高壓設備信息交換。關鍵技術為先進傳感器技術、實時監視技術和智能元件的應用。通過安裝在設備內外部的傳感器，變壓器、開關設備、避雷針等重要設備實現了在線監測和可視化。包括智能終端，融合設備，在線監測IED等智能電氣設備的靈活配置構成了智能元件。將來這些基本智能元件將會合成為一個單一設備。

2.1 智能變壓器

變壓器的智能化是通過安裝監測狀態變化的傳感器和智能元件實現的。智能變壓器通過監測變壓器的狀態參數，分析局部放電、油的側譜分析等信息，實時監測變壓器的絕緣狀態和分析絕緣失效。智能元件具有測量，控制，監測，非電保護等功能?；贗EC61850標準，智能變壓器將會實現能失效數值分析，智能控制，狀態可視化和信息共享等功能。

2.2 智能氣體絕緣開關設備

智能氣體絕緣開關設備通過安裝狀態參數傳感器和智能元件得以實現。它不僅能實現變電站的監測和控制，還能收集和處理設備狀態信息。在智能控制區域，開關設備具有一鍵控制功能。智能元件的使用反應了各種功能的綜合。在智能氣體絕緣開關設備中，安裝的智能元件能傳輸監視信息到綜合信息平臺，實現設備狀態的可視化和結果分析。

2.3 電器變壓器

相比電磁變壓器，先進的電器變壓器可以防止諸如鐵磁共振，絕緣油爆炸，SF6泄露等內部問題，而且在高壓設備上通過節省鐵芯、銅和其他金屬材料使其具有更高的經濟效益。

2.4 存在的問題

近階段，智能基礎設備的發展伴隨著包括監視、保護、測量、控制和傳感器技術的發展。各項技術的綜合導致設備的可靠性和穩定性存在問題。由于傳感器的使用壽命比基本設備的短，因此如果應用更好傳感器，設備的穩定性和取樣的精確性都會增強。

3、綜合的二次系統

1EC61850是建設智能變電站的關鍵技術和標準。它為通信模型，信息描述，網絡結構和數據交換提供了執行方案?；贗EC61850，智能變電站實現了相同的標準，為變電站設備統一了通信界面，并實現了分布式能源獲取設備的協同工作。

4、先進的應用軟件

作為智能變電站的一個重要組成部分，先進的應用軟件可以實現順序控制，智能報警和分析，綜合故障分析，設備維護等功能。

4.1 綜合信息平臺

基于統一模型的概念和IEC61850，綜合信息平臺直接取樣從監督控制、數據管理，保護，故障記錄和條件監測等環節中取樣。為了確保數據的完整性和連續性，綜合信息平臺為智能變電站建立了一套完整的數據庫平臺。

由于在綜合信息平臺和數據監視獲取服務器之間沒有安裝防火墻，必須被重視信息安全區域的分配問題。將來智能變電站的安全區域應該被分為兩個區域?；跅l件監視的評估結果和重要輔助系統的重要信息應該存儲到第一個區域里，原始數據應該歸到另一個區域。兩個區域應該由防火墻隔開。綜合信息平臺作為統一的和唯一的信息平臺，在將來應該逐漸合并變電站自動控制系統，監視系統和智能輔助系統。

4.2 順序控制

順序控制功能基于變電站的操作順序和執行請求，它使得智能設備不自動完成各種操作順序。順序控制能具有終止事故的能力，同時支持多重序列的聯合控制。

順序控制結合了視頻系統，即當對一個設備進行操作時，自動視頻系統可以獲取設備的圖像并通過模式識別技術判斷設備狀態。這種綜合方法保證了順序控制的有效性和精確性。

4.3 智能報警和綜合分析

變電站故障信息的邏輯分析模型可以實現報警信息的分級和數據過濾、實時在線分析變電站的操作狀態、自動上報并提出故障處理辦法。智能報警和故障分析功能應該從設備保護、相間操作、故障記錄和事故記錄中挖掘和分析數據。

4.4 從源頭到終端的管理

基于DL/T860標準，從源頭到終端的維護技術保障了從變電站到分配中心的數據連續性，并且演示了地圖、模型和變電站綜合信息平臺。在線遠程控制實現了遠程終端的控制。

5、結論

本文展示了智能變電站的最新的概念，策略和研究成果。智能變電站的發展趨勢是數字收集、網絡化控制、緊湊的設備、綜合的功能、狀態可視化和基于條件的維護和信息交換。在近階段，智能變電站的技術集中于統一標準數據收集。將來，智能變電站的技術將集中于數據挖掘和分析，使得變電站更加智能化。