智能化變電站建設探討

李洪杰

(天津泰達電力有限公司 天津 300450)

我國的變電站主要有兩種，一種是傳統變電站，一種是正在興起的智能變電站。在我國電力系統中，傳統常規的變電站還占據著主體地位，但隨著信息技術和網絡技術的快速發展，智能變電站正在興起，加快了我國變電站建設技術的發展步伐。

1 智化能變電站的基本概念

1.1 定義

智能變電站是運用先進數字化信息技術，既可以完成自動采集信息、計量信息、檢測信息等基礎功能，又具有自動控制、在線分析決策、智能調節、協同互動等高級功能，同時具有低碳環保、交互性好、高度集成、高度可靠等優點的變電站。

1.2 體系結構

智能變電站的體系結構包括 3個層次，即過程層、間隔層、站控層。過程層主要是由一次設備及其所屬的智能組件組成；間隔層主要是由二次設備組成；站控層主要是由監控通信等系統組成。

過程層：過程層的設備一般都是一對一連接，設備組成主要包括一次設備和智能組件，而智能組件一般由狀態單元、控制單元、保護單元、測量單元、計量單元、監測單元中的一個或多個組成。

間隔層：間隔層主要是由保護系統、故障系統、錄波系統、計量系統等組成。它在站控層監測系統遭到損壞失靈的情況下，還可以獨立自主地控制本層的設備運轉，是一種二次保護措施。它被安裝在每個間隔層的配置接口處，實現使用一個間隔數據后的再次作用，即在智能傳感器、控制器、遠方輸入輸出之間通信。

站控層：站控層是由諸如控制系統、站域監測系統、通信系統和對時系統等子系統組成。它的功能必須高度集成化，可以全面進行數據采集和 SCADA(監視控制)、電能量采集、控制保護信息等。

2 智能化變電站建設意義

2.1 良好的低碳環保效果

建設智能變電站時，新型的光纖電纜取代傳統的通信電纜，提高了信息傳輸能力，減少了通信電纜的數量，簡化了設計和安裝調試；數字量輸入輸出模塊的應用，簡化了硬件系統；電子式傳感器取代傳統充油式傳感器，增強觀測的可控制性。無論哪種改善和取代，均降低了原始能源的損耗，提高了能源之間的轉化率，降低了建設和運行成本。雖然在某種程度上還是會對環境造成一定的影響，但相比于傳統變電站，極大程度地減少了對環境的不良影響。

2.2 良好的交互性

智能變電站相比于傳統變電站交互性得到了極大的提高。它能對信息進行采集和分析，進而精準可靠地回饋給電網，并且與電網的上級控制系統互動，確保電網安全、有效、穩定地運行。

2.3 高度可靠性

在滿足電能質量的基礎上，客戶使用電能的最基本需求是安全、可靠、穩定。智能變電站相比于傳統變電站不僅具有極高的可靠性，而且具有自我診斷、自我恢復的功能。這樣的功能在很大程度上能減少變電站故障的發生，并且在故障發生時進行自我快速診斷、處理，極大地降低了故障所造成的影響，實現電網的高質量運行。

3 智能化變電站建設發展趨勢

3.1 智能化、標準化、模塊化

未來智能變電站發展的第一個重要趨勢就是設備更加智能化、標準化、模塊化。通過提高設備智能化程度，使設備能夠基于少量功能代碼，實現自動配置甚至調試保護功能。通過提高二次設備接口標準化、功能模塊化程度，可以實現不同廠商設備之間的互換，設備的插件可以直接更換，從而簡化變電站的設計、基建等工作，進一步提升設備管理水平以及利用效率。

3.2 保護裝置微型化、配置層級化

通過實現保護裝置微型化、單片機化，直接安裝在智能一次設備預留的接口上，減少設備數量和占地空間，精簡二次回路，從而降低缺陷發生次數；完善保護層級化配置，構建廣域保護網絡，加強電網第一道防線與第二、三道防線之間的協作，構建更嚴密的電網安全防護體系。

3.3 通信網絡統一化

站內通信網絡統一，簡化網絡構架，即不再區分過程層網絡和站控層網絡，使站域級保護、多間隔設備(如故障錄波)、自動化后臺可以直接從這個統一的大網絡中獲取數據，減少傳輸延時，避免因中間環節出現問題而引發二次系統故障。

3.4 檢修管理智能化

在目前已有的檢修壓板和檢修機制基礎上，增加保護狀態檢修功能程序。當裝置處缺陷或定校，投入相關狀態檢修軟壓板，就可以自動實現批量軟壓板的投退、保護數據自動計算；同時發信給相關保護模塊或設備，屏蔽相關保護數據、退出相應的保護功能，裝置自動完成相應安全措施布置工作，減少人工作業，省時高效，不易出錯。

4 結 語

隨著技術不斷進步，電網智能化趨勢愈發明顯，并成為全球電網未來發展的主要方向。在智能電網建設中，智能變電站是核心關鍵平臺。作為電網發展不可或缺的重要基礎和節點支撐，智能變電站建設將為實現電網系統安全、可靠、經濟、高效和綠色的目標作出重要貢獻。