智能變電站的發展現狀與形勢分析

國網青海省電力公司檢修公司 青海西寧 810003

摘要：當前智能電網已經成為國內外電力發展的潮流，也是系統領域的研究熱點。智能變電站作為智能電網的重要支撐環節，受到了人們大量關注。智能變電站是指建立在統一通信平臺基礎上，通過智能一次設備、二次設備的網絡化連接和信息的數字化傳輸，實現信息采集、測量、控制、保護、計量和監測等基本功能和各種高級應用功能的變電站。文章指出了當前智能變電站技術應用中存在的問題，并提出了若干建議，對智能變電站的發展形勢進行探討。

關鍵詞：智能電網；智能變電站；現狀；形勢

引言

智能變電站的建設應用，大大增加了設備的運行可靠性，提高了設備的智能化水平，實現了自動控制和設備的自動化操作，這就提升了資源的利用率以及生產管理的效率，使得運行更加經濟性、節能性以及環保性。智能變電站不但構成了整個智能電網系統，而且也支撐了其他新能源接入電網系統。智能化變電站技術有效的銜接了整個智能電網的運行，它大大提升了電網的數字化和自動化。但還是處于變電站智能化的初級階段，智能變電站技術在產品研發、設計與集成、運行維護等方面均存在一定的問題，距離成熟應用還要一段時間需要找到其中存在的問題，并就智能變電站的發展方向不斷進步。文章指出了當前智能變電站技術應用中存在的問題，并提出了若干建議，對職能變電站的發展形勢進行探討。

一、智能變電站技術發展現狀及存在問題

（一）電子式互感器制造水平尚未成熟，可靠性不高

目前電子式互感器的設備制造水平尚未成熟，在使用過程中暴露出精度問題、溫度問題、穩定性、抗干擾性差、缺陷率高、使用壽命短、調試維護問題等。目前電子式互感器應用過程中暴露出來的問題主要有2類，一類是與產品設計及選用器件有關的問題，例如開關操作引起電子式互感器采樣異常甚至造成采集器損壞、測量誤差波動較大等，另一類是與生產工藝、生產過程的質量控制不嚴、產品安裝調試規程不完善及現場施工不規范等有關，例如接線松動引起信號不穩、光纖損耗偏大等。電子式互感器運行時間不長，目前還缺乏相應的現場交接試驗及維修檢驗相關試驗規程。以上問題造成電子式互感器并未在智能變電站中大量使用，仍然采用傳統的互感器，通過合并單元上送的模式。

（二）標準和規程不完善，設計手段缺乏

目前，智能變電站的管理并不能很好地適應新技術的應用，除了管理手段缺乏外，專業人才的缺乏同樣困擾著智能變電站的發展，管理的變革迫在眉睫。當前，智能變電站建設的框架未定型，還缺乏一套規范的運行管理、作業表單等標準制度體系。國內已經出臺了一些企業標準或指導意見，在一定程度上填補了智能變電站工程建設標準的空白，但是由于智能變電站處于初期階段，一些技術原則缺乏實際運行的檢驗，且國內各個地區的經濟發展程度不相同，調度、生產運行等部門對變電站的智能化還存在認識差異，已經制定的這些標準還不能完全滿足工程設計的要求，標準本身還要隨著工程建設經驗的積累和技術的不斷發展而完善。目前的管理模式基于常規站，智能變電站的設計、建設、驗收、運行、定檢等環節依然高度依賴廠家，暴露出許多問題智能變電站相關標準和規程很多是指導性的，可操作性不強。需要根據國家電網公司的特點，結合現場實際情況總結，進一步完善運行、檢修、試驗等相關規程。此外，目前設計院處于摸索學習階段，缺乏有效的手段介入智能變電站設計，工程設計文件往往通過表格、文本這些不直觀的方式表現出來。

（三）建設、調試周期長，運行維護人員經驗不足

智能變電站的調試周期長，通常是傳統變電站的 5 ～10 倍，主要原因是：標準的支撐不夠，導致工具開發困難，沒有功能強大、自動化程度高的工程綜合調試支持系統；缺乏合理的調試步驟，例如在系統集成時，沒有遵循合理的集成步驟，造成多次迭代與返工等。另一方面，運行維護人員對智能變電站熟悉程度不夠、進入角色慢等問題，維護過程處于廠家手把手教的過程，如何實施安全措施等問題困擾運行單位。運行維護人員對智能變電站的關鍵性配置文件的管理意識不夠強。由于變電站的改擴建、保護升級、回路修改等內容均可能影響這些個文件，因此需要嚴格進行管理，但由于缺乏通用的軟件進行此類文件的管理，運行維護人員介入難度大。由于光纜代替了傳統的電纜，變電站的二次設備結構發生了顛覆性的變化，也因此帶來了一些設備運行維護方面的問題。智能變電站的檢修方式發生了顛覆性的變化，如何定檢、如何進行安全措施等問題始終困擾著運行單位，因此擴大停電范圍成了一種無奈的檢修策略，特別是在組網方式下，牽一發動全身，運行維護難度急劇增加。

二、智能變電站的發展對策及未來形勢

（一）強化智能變電站的電壓穩定性，實現安全評估

隨著電網規模不斷擴大以及電網負荷的不斷加大，電力系統運行時的電壓經常出現不穩定。智能變電站必須持續加強電壓穩定評估控制，保證其安全性。國內狀態監測廠家獨立于一次設備發展，缺乏對一次設備特征的深入研究，在具體工程應用中存在傳感器故障率較高，部分監測數據與實測數據差距較大，缺乏統一的設計標準和驗收標準，工程項目中狀態監測系統的配置和選型隨意性較大，一般由狀態監測廠家負責系統集成、現場施工和調試，施工工藝和質量以及建成后狀態監測系統的實際功能都難以保證。在智能變電站的應用時，實現對電網的快速評估，從而快速、可靠的獲得電壓穩定裕度，可以依據電壓穩定裕度與控制表實行快速的補償投切，同時，也可以實時的將數據傳輸到調度中心以便隨時監控。

（二）生產管理制度需適應智能變電站技術的發展

智能變電站大量采用新技術、新設備和新工藝，打破了現有的一次設備和二次設備之間的界限，實現了保護、測量、控制、計量等功能的高度集成，傳統意義上的專業劃分已不適應智能變電站技術的發展，現有的生產管理制度需有針對性的調整以適應智能化技術的應用，充分發揮智能變電站的功能優勢，促進智能電網技術的發展。

（三）加強設計的標準化，研究新型的技術設備

智能變電站的大力推廣，使得整個電網系統也實現了智能化，這就有效的保證了電網的順利運行。針對目前智能變電站的建設情況，未來對智能變電站的研究與建設可從以下幾個方面考慮。首先是加強設計的標準化及技術的理論研究，統一智能變電站內部的各級標準；其次是加強對以太網技術的研究，以太網可以實現站內的相互通信，建設一個智能變電站的通信平臺；最后，深入研究新型的技術設備，特別是互感器技術，借助智能化一次設備，分析在線監測設備以及電器設備，提高智能控制技術，同時，使用智能調度設備與技術，采用高級應用技術，使得智能變電站能更好的服務于智能電網系統。

三、結語

目前，國內外正在積極的發展變電站智能化的關鍵設備以及主要技術，進一步推動智能變電站的建設與發展。雖然智能變電站的研究成果比較豐富，工程建設上也取得了一定的成績，但是總的來說我國智能變電站的發展還處于初期階段，智能化的程度還不高，不論是工程建設還是運行維護都缺乏相關經驗，智能變電站的發展需要經歷一個逐步智能化的過渡過程，具有長期性和漸進性。智能變電站是智能電網的主要構成要素，是智能調度系統的信息采集與命令執行的重要環節，是整個電網設備運行維護管理的關鍵環節，必須重點強化對智能變電站的設備的遠程控制，加強監視電網設備運行情況的力度，注重電網故障后的自動重組以及調度中心信息間的科學靈活的利用，對智能變電站的發展將有著重大的作用，不斷提高變電站的智能化水平。

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