智能變電站及技術特點分析

劉順成

摘 要：智能變電站作為智能電網建設的重要基礎，對整個電網的安全、穩定和經濟運行意義重大。文章首先闡述了智能變電站的概念，再對智能變電站的結構組成進行介紹，在此基礎之上進一步分析智能變電站的技術特點。

關鍵詞：智能變電站；構成；技術特點

引言

國家電網公司在2009年進一步提出了建設堅強智能電網的規劃，明確了在2020年全面建成智能電網的目標，這其中智能變電站是關鍵技術。智能變電站是整個智能電網平穩運行的重要基礎和技術支撐，它的最大的特點是它能夠像人一樣進行一定程度的自我調節，當低壓負荷量增加時變電站送出滿足增加負荷量的電量，當低壓負荷量減少時變電站送出電量隨之減少，從而確保節省能源。智能變電站主要采用先進、可靠、集成、低碳的環保設備，按照全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化的基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護等，實現自動控制、智能調節、在線分析決策和協同互助等功能。

智能電網是我國電網的發展方向，智能變電站作為智能電網建設的核心環節，對于它的研究具有十分重要的意義。文章以河北省國營蘆臺農場水電工程公司（相當于縣級供電公司）下轄的綜合變電站為背景進行講述。該供電企業已經有兩個智能綜合保護變電站。作者結合自己長期的實際工作經驗，對智能變電站的內涵進行介紹，對智能變電站的結構組成和技術特點進行詳細分析。

1 智能變電站的概念

《智能變電站技術導則》對智能變電站進行了定義，智能變電站是采用先進的智能設備，通過數字通訊技術的輔助，根據需要對電網進行自動控制、智能調節以及在線分析決策等工作的具有高級功能的變電站。智能變電站的智能實際上是指變電站像人一樣可以進行自我調節，這一點是智能變電站和數字化變電站最大的區別。數字化變電站主要強調實現變電手段的數字化，但是，目前我國電網經歷了一段時期的發展，已經達到了一定的水平，簡單的數字化要求已經不能滿足電網的進一步提升，在建設堅強智能電網的規劃和目標下，智能變電站更加符合我國電網的發展前景，因此應運而生。智能變電站是一種可以實時進行信息采集、測量、控制、保護和檢測等，實現自動控制、智能調節、在線分析決策和協同互助等功能的新型變電站管理模式。智能變電站比數字化變電站更加先進和智能，更加能夠滿足智能電網的建設要求。

2 智能變電站的結構

要想弄清智能變電站的技術特點，首先需要了解智能變電站的構成和結構。當前我國的智能變電站主要由三個大的部分構成，即過程層（設備層）、間隔層和站控層。這三個部分各有分工又協同作業。過程層（設備層）包含高壓設計本體和智能組件兩個部分，主要承擔變電站電能的分配、交換和傳輸的工作，同時還包括測量、控制、保護、計量和檢測等工作。間隔層一般指繼電保護裝置、測控裝置和故障錄播裝置等二次裝備，間隔層能夠使用一個間隔的數據并且有效作用于該間隔一次設備。站控層包含自動化系統、站域控制系統、通信系統和對時系統等，它主要對電網或設備進行測量和控制，對變電站進行數據采集和監控、電量采集、保護信息管理等。一個完整的、先進的智能變電站是由以上三個部分緊密結合構成的，三個組成部分中的任何一部分沒能有效運轉，都將導致變電站無法正常工作，更談不上智能化運作了。

3 智能變電站的技術特點

智能變電站采用最新的計算機技術和信息技術，實現了先進設備集成、信息高度共享和智能化控制的高級功能，對于我國電網的智能化發展具有重要意義。智能變電站是電網發展需求和先進技術的共同產物，它主要具有以下幾個顯著的技術特點。

3.1 分級控制技術在智能變電站中的應用

智能變電站在符合電力安全通用標準的前提下采用分布式控制技術，它將管理和控制功能細化分布到智能變電站系統的三個層次上，智能變電站的過程層、間隔層和站控層都分別安裝了智能控制處理設備，使得這每個層次都具備分級調控功能，而且每個層次可以獨立進行調控，從而有效地降低了中樞系統的運行負荷，有利于整個變電站運行效率的提高。同時，變電站運行過程中存在的各類風險也因為分級調控技術的運用而得以降低，這一點為變電站的安全平穩運行創造了條件，從而進一步保障智能電網整體性能的提高。

3.2 控制終端在智能變電站中的應用

智能變電站大量應用計算機技術，控制終端的使用就是其中很重要的一方面。變電站由于控制終端的使用而具備了思考和控制的能力，根據電能在變電站中的實際運行狀況，控制終端可以在最短的時間內做出有效地判斷和處理，控制終端反應十分迅速，從而能夠減少突發事件導致的變電站故障和輸電過程中的事故等的發生，對于變電站安全性和穩定性的提高具有重要作用。

3.3 光纖技術和設備集成在智能變電站中的應用

在智能變電站中通過充分利用光纖技術來實現各個層次之間的內部局域網管理功能。光纖技術使一次設備層、二次設備層與控制中心之間的數據和信息的傳輸更加順暢和穩定，使變電站各個層次之間的數據和信息傳遞也更加安全和可靠。同時，計算機技術的快速發展讓設備集成得以實現，智能變電站中各類監測、管理和控制設備的高度集成化不僅節約了設備占用空間，還縮短了工程時間，更降低了設備安裝成本。智能變電站集成了大量先進、可靠、環保的設備，在保證變電站安全平穩運行的同時提高了工作效率，帶來了更為可觀的經濟效益。

3.4 實現了全局智能控制

智能變電站的最大特點就體現在智能化上面，它可以一定程度的自我調節，這就要求智能化變電站所選用的各類設備符合智能化的要求，在現階段實際應用中，一些設備的選用和安裝已經可以實現智能化的要求，符合變電站智能化發展方向。但同時，受限于技術發展和管理模式，智能變電站中還未能實現智能設備的規模化和集成化，相信隨著技術的進步和研究人員的不斷探索，集成多種功能的智能設備將在智能變電站和智能電網中得到實現和廣泛應用。

4 結束語

智能變電站符合智能化電網的發展要求，是變電站發展的必然趨勢，是我國電網實現節能減排的重要手段。

參考文獻

[1]曹楠，李剛，王冬青.智能變電站關鍵技術及其構建方式的探討[J].電力系統保護與控制，2011，39（5）：63-68.

[2]Wang D， Wang Y， Di J. Design scheme of condition monitoring system for smart substation[J]. Dian li Xi tong Zi dong hua （Automation of Electric Power Systems），2011，35（18）：51-56.

[3]陳勝.智能變電站及技術特點分析[J].北京電力高等專科學校學報（自然科學版），2012，29（10）.

[4]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）：59-62.

[5]石芬，袁旭東.智能變電站及技術特點分析[J].城市建設理論研究（電子版），2013（20）.