智能化高壓設(shè)備在電網(wǎng)中的運用

徐亮

摘 要：本文對世界能源發(fā)展現(xiàn)狀和智能電網(wǎng)國內(nèi)發(fā)展情況進(jìn)行了分析，探討了智能化高壓設(shè)備在電網(wǎng)中的運用，明確了智能變電技術(shù)對高壓設(shè)備智能化的新要求，了解智能化高壓設(shè)備特點和發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：智能電力能源；智能電網(wǎng)；智能變電技術(shù)

中圖分類號：TM51 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

一、世界能源發(fā)展現(xiàn)狀

石油、煤炭等化學(xué)燃料是現(xiàn)代工業(yè)主要能源來源，世界能源的五分之四仍然來自于每年燃燒的化石燃料，其中將近一半的電力來自燃煤，隨著化石燃料的消耗，同時對社會、經(jīng)濟(jì)、健康和環(huán)境的危害日益增加。

可再生能源在過去四年間的每一年，全世界發(fā)電量的一半是可再生能源，近年來主要分布在發(fā)展中國家，這些都是為了讓靈活高效的電力系統(tǒng)使能源地得到妥善運用，減少溫室氣體和碳排放，變得更加有效和環(huán)保。

二、智能電網(wǎng)國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

在智能電網(wǎng)的“綜合”、“發(fā)電”、“輸電”、“變電”、“配電”、“用電”“調(diào)度”六大環(huán)節(jié)中，國家電網(wǎng)公司還將圍繞“綜合”、“發(fā)電”、“輸電”、“配電”、“用電”、“信息通信”、“跨環(huán)節(jié)項目”等方面確定智能電網(wǎng)在國內(nèi)的發(fā)展方向，將電力輸送和信息技術(shù)結(jié)合，實現(xiàn)電能的雙向傳輸，輸配電以及用電的智能調(diào)節(jié)、合理均衡。

目前，國家電網(wǎng)正積極采用先進(jìn)運行控制技術(shù)，提高配電網(wǎng)智能化水平，為接納分布式光伏發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電等新能源創(chuàng)造條件，正積極采用先進(jìn)運行控制技術(shù)，提高電網(wǎng)智能化水平，為接納分布式光伏發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電等新能源創(chuàng)造條件。在占電網(wǎng)負(fù)荷比重較高的供電區(qū)，根據(jù)發(fā)展需要建設(shè)新能源發(fā)電并網(wǎng)運行監(jiān)測、功率預(yù)測和優(yōu)化運行相結(jié)合的綜合技術(shù)體系，實現(xiàn)高效利用和系統(tǒng)安全運行。

三、智能變電技術(shù)發(fā)展目標(biāo)

傳統(tǒng)變電技術(shù)和智能變電技術(shù)最大區(qū)別在于：實現(xiàn)電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)的全面采集和實施共享，更易擴展、升級、改造和維護(hù)。

隨著特高壓電網(wǎng)的建設(shè)，國內(nèi)逐漸形成了特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，將新技術(shù)、新工藝、新材料集成應(yīng)用于智能變電技術(shù)，實現(xiàn)變電設(shè)備信息和運行維護(hù)，以及電力調(diào)度的實時全面互動，支撐電網(wǎng)實時控制、智能調(diào)節(jié)等應(yīng)用。要實現(xiàn)這一目標(biāo)，必須將變電站進(jìn)行信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化、高級應(yīng)用互動化。

四、智能變電高壓設(shè)備特征

智能變電高壓設(shè)備是有機結(jié)合了一次設(shè)備和智能組件的綜合體。智能變電初期推薦進(jìn)行智能化的高壓設(shè)備為：變壓器、電抗器、斷路器、GIS、電力電纜、高壓套管等高壓設(shè)備，主要由三部分組成：

1高壓設(shè)備。

2內(nèi)置或外置與高壓設(shè)備本體的傳感器或控制器。

3通過傳感器或控制器，與高壓設(shè)備形成有機整體的智能組件。

智能化要從高壓設(shè)備的設(shè)計開始，實現(xiàn)與宿主設(shè)備相關(guān)的測量、控制、監(jiān)測、保護(hù)、計量等多種功能，智能設(shè)備將使整個變電站向著更加簡約、可靠和智能的方向發(fā)展。

此外，變壓器、斷路器、GIS等設(shè)備自身有大量測量和控制信息，這些信息的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化，也是智能化需求的一部分。數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的概念是先于智能電網(wǎng)之前就已開始進(jìn)行研發(fā)的技術(shù)，也正是智能設(shè)備的基礎(chǔ)。

智能化高壓設(shè)備在變電站改造中，主要由以下幾種方式實現(xiàn)：一是對常規(guī)變電站進(jìn)行智能化改造，實現(xiàn)一次主設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測，信息建模標(biāo)準(zhǔn)化，信息傳輸網(wǎng)絡(luò)化，輔助功能智能化以及實現(xiàn)高級功能。一次系統(tǒng)改造上，需要對變電站的關(guān)鍵一次設(shè)備增加狀態(tài)監(jiān)測功能，能較好地實現(xiàn)對一次設(shè)備狀態(tài)的綜合分析評價；二次系統(tǒng)改造上，應(yīng)全站實現(xiàn)通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化，站控層功能應(yīng)得到進(jìn)一步的完善，可根據(jù)需求增加高級智能應(yīng)用。二是數(shù)字化變電站智能化改造，實現(xiàn)一次主設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測，輔助功能智能化以及實現(xiàn)高級功能。在數(shù)字化變電站改造過程中，盡量保持現(xiàn)有過程層數(shù)字化應(yīng)用，一次設(shè)備和輔助設(shè)備的智能化改造和智能高級應(yīng)用是數(shù)字化變電站智能化改造的重點。在一次設(shè)備改造方面，需在智能單元增加關(guān)鍵一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測功能，實現(xiàn)對一次設(shè)備狀態(tài)的綜合分析評價，還可將分析結(jié)果進(jìn)行上傳，與相關(guān)系統(tǒng)實現(xiàn)信息互動。在二次系統(tǒng)改造方面，間隔層優(yōu)化整合設(shè)備功能，簡化二次接線及網(wǎng)絡(luò)；站控層功能、智能高級應(yīng)用和輔助設(shè)備智能化改造同常規(guī)站改造。

結(jié)語

總之，根據(jù)發(fā)展需要建設(shè)新能源發(fā)電并網(wǎng)運行監(jiān)測、功率預(yù)測和優(yōu)化運行相結(jié)合的綜合技術(shù)體系，需要更多具備良好測量、數(shù)字、控制技術(shù)，結(jié)構(gòu)緊湊、狀態(tài)可視、信息互動、功能一體的智能化高壓設(shè)備，以實現(xiàn)能源高效利用和電力系統(tǒng)安全運行。

參考文獻(xiàn)

[1]謝齊家， 阮羚， 杜枝葉. 高壓設(shè)備智能化的現(xiàn)狀和研究方向[J]. 湖北電力， 2011（35）.