智能變電站建設方案研究

薛永程

摘 要：隨著科技的不斷發展與新技術的不斷應用，我國變電站也在應時代要求的同時不斷發展，而智能變電站是變電站自動化發展的必然趨勢，本文概述了我國變電站發展的定義結構及其發展背景，并簡要敘述智能變電站建設中遇到的問題與我國智能變電站發展前景。

關鍵詞：智能變電站；電子互感器

中圖分類號：TM762 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）20-0106-02

1 智能變電站的發展背景

作為電力系統中的重要組成部分，變電站起著改變電壓及輸配電的作用，國內主要有兩種模式，一是常規變電站。這種模式較為陳舊，不管是廠站設計、資源采集，還是調試工作，都因系統的復雜加大了難度，而且互操作性較差，許多方面都缺乏規范化和標準化。二是數字化變電站。隨著計算機技術和數字化技術的進步，智能化和網絡化設備進一步融合，直接推動了數字化變電站的發展。國內對此也十分重視，目前已建立且正式運行的數字化變電站有200多座，不過與國外相比，還有很大差距，當前主要出現的問題包括評估體系不健全；沒有統一的標準規范；內部設備缺乏良好的穩定性等，都對變電站產生了不同程度的影響，不利于電網安全運行。

在經濟技術的推動下，出現了風電、光伏等新能源電力，為保證電網正常運行，對系統的安全穩定性提出了更高的要求，同時對作為智能電網支撐節點的變電站的要求也更加嚴格，比如要求智能設備的聯通的實現，資源配置要更優化，提高客戶調度的效率，加強與相鄰變電站電源之間的協調互動等.另外，計算機信息與通信技術的大發展，促使變電站自動化領域技術的發展同樣迅速，國外先進領域頒布的IEC61850第二版，種種這些都將為智能變電站建設提供強大支撐。變電站自動化領域的發展必然要經歷智能化階段。

2 智能變電站概述

智能變電站是普通變電站的改進，依靠先進的技術，采用低碳環保型設備，在數字化、網絡化和自動化的基礎上，能夠對變電站的運行情況進行自動監控，采集相關信息，并加以計量控制，以保護變電站的安全，同時，智能變電站還具備智能調節、在線分析及協同互動等功能，作為智能電網中的重要節點，智能發電站需不斷優化，及時完成程序的更新工作，從而有效降低運行的危險系數。智能變電站二次系統是由測控裝置、保護裝置以及智能終端、合并單元等設備組成，對一次設備進行保護，實現一次系統和二次系統的完美結合。

智能化變電站系統可分為三個層次：①過程層，該層負主要責電能的變換、輸送、測量及狀態監測等工作，多由智能設備、終端以及合并單元組成，包含有一次設備及其他組件；②間隔層，主要是指二次設備，包括測控及繼電保護等裝置，負責與各種智能控制器和傳感器之間的通信工作，即通過一個間隔的數據作用于其設備上；③站控層，為了完成能夠同時測量并控制多項設施以及整個變電站的目的，從而能夠更好地進行數據采集、操作監控等工作，以方便保護信息管理，該層有諸多子系統，如通信子系統、自動化子系統以及對時系統等。

變電站涉及諸多方面，設備較多，要加強其間的信息交流，實現信息資源共享，需要得到兩個要素的支持：一是智能化一次設備；二是網絡化二次設備。智能變電站將二者進行了統一，有利于電力系統的穩定運行，值得推廣應用。

3 智能變電站的建設

智能變電站既具有實用性，又兼顧有技術性，以計算機、網絡通信、自動控制等技術為基礎，配合程序化控制，實現在線監控，將當地監控和遠動進行良好的連接，以促進電力系統的高效穩定運行。

電子式互感器在建立智能變電站過程中發揮著重要作用，通常是由一個或幾個負責二次轉換器與傳輸系統之間連接的電壓傳感器組成，用來傳輸正比于被測量的量，供給測量儀器、儀表和繼電保護或控制設備的一種裝置。

就當前而言，可將電子式互感器分為三大類：①GIS專用電流電壓互感器。每一相均有兩臺，多安裝于開關端口的兩側?；ジ衅鞯闹饕M成部分是相互獨立的兩組傳感器和傳感模塊，傳感器的組成部分則有空芯線圈、低功率鐵芯線圈、電容分壓器等。②敞開式電流電壓互感器。該類型使用的主要是能夠獨立安裝的互感器，同樣由兩組相互獨立的傳感器和傳感模塊組成。傳感器則由一個空芯線圈、一個低功率鐵芯線圈以及一個電容分壓器組成。③低功率互感器。在購置電子式互感器時，經常要對其性能和經濟性做綜合考慮，而這些因素與電壓等級密切相關，通常呈正相關，所以如果電壓低于110 kV，尤其是在10～35 kV這一范圍內，電子式互感器的使用是不經濟的。此時，考慮到經濟和現實因素，低功率互感器是很好的選擇。

此外，智能開關在智能變電站的建設中也起著關鍵性作用。簡單來說，智能開關就是實現開關的智能化，是對普通開關設備的改進升級，除了基本功能，還具有一些特殊性能，主要通過監測與診斷體現出來。其具體功能主要有兩點：一是智能控制，能夠實現開關的最佳開斷，在選擇順序控制或相位分合閘方面意義重大；二是開關電子操動，可將機械儲能轉換電容儲能，將機械傳動轉換為變頻器，依次提升穩定可靠性。

4 智能變電站常見問題探究

①前面我們已經提到我國在2009年實施智能變電站標準規范，但這個標準是不成熟的，為避免智能變電站重走數字化變電站紛雜多頭試點的老路，應盡快推出具有全國指導意義的電力行業標準及國標來規范指引智能變電站建設。②由于智能變電站是廣域互動對等模式，其信息安全問題尤其突顯出來，IEC61850規范了變電站網絡通信協議，但未包含信息安全機制。智能變電站應按派生的IEC62351標準在數據認證方面采取安全技術，通過信息隔離，認證等安全策略確保網絡安全技術的發展，網絡信息安全必須是我們需要關注與確保的。

5 我國智能變電站的未來發展趨勢

隨著科學技術的不斷發展，我們不難想象未來的電力系統發展，將會走非人工智能化道路，而機器人技術的發展也將會大大促進智能化發展，現在的半人工操作也將被全智能取代，安全問題也將隨之減少。同時低碳生態的提出與實施，促使我國智能變電站也要與生態系統相協調，據我國相關報道稱，新一代的智能變電站將采用集成化智能設備和一體化業務系統，采用一體化設計、一體化供貨、一體化調試模式，實現“占地少、造價省、可靠性高”的目標，打造“系統高度集成、結構布局合理、裝備先進適用、經濟節能環保、支撐調控一體的”新一代智能變電站”。未來，智能變電站系統會使變電站自動化大幅提高，同時減少測控保護屏和控制電纜，使安裝周期縮短可靠性不斷提高。

6 結 語

智能變電站是繼數字化變電站之后電網的又一次變革，數字化的實踐為智能化的發展提供了有效的手段的基礎，但是目前世界智能變電站領域還沒有真正意義上的智能一次設備，智能變電站的使用過程是通過二次設備轉化成一次設備來實現的，因而智能變電站系統還需要不斷完善。

參考文獻：

[1] 陳樹勇，宋書芳.智能電網技術綜述[J].電網技術，2009，（8）.

[2] 劉貞，殷小虹.智能變電站的實現[J].科技前沿，2009，（11）.