淺析電網的智能發展

許崇偉 劉智慧 張童 賈明瀟

摘 要： 隨著時代的發展，智能化所帶來的便利已深入人們的生活。大到工廠車間小到住宅小區，智能控制都發揮著不容小覷的作用，其中電力系統的智能化也同樣是其發展的必然。電力系統的智能化不可能單靠電網的智能，它需要電力系統各部分的智能協調才能最大限度發揮出智能化所帶來的在安全性和可靠性上的優勢。本文是在電源智能化的前提下通過分析智能化在當前電網中的應用，進而展望電網的智能化發展。

關鍵詞： 電網；智能；安全可靠；線路檢修；變電所；發展

一、電網智能化的基本概念

分析電網的智能化要先弄明白電網和智能化這兩個概念。

首先要將電網和電力系統的概念區別開來：電網是由輸電線路和變電所組成，其中的變電所既可以用于變換電壓又可用于分配電能，也就是說電網實際上是由輸電網和變配電網組成。而電力系統則是電網、發電廠電氣部分和電能用戶的整體組合。其次智能化是由計算機網絡技術、現代通信與信息技術、行業技術、智能控制技術組合而成的對某一領域的智能集合。而通俗的理解就是所有利用現代技術能給人們帶來便利的都叫智能化。

二、輸電線路的智能化

輸電線路是由電纜或導線以及各類輔助設備組成的整體。我國輸電線路通常運行在惡劣的環境條件下，沿線的氣候海拔具有較大差異，線路維護工作難度大，其安全性和可靠性也就難以保障。而一旦輸電線路出現故障將會影響到整個電力系統，造成大規模停電。由于傳統的人工檢修無法克服這些問題，因此采用現代計算機網絡技術等科學方法實現輸電線路的智能檢修是當今電網發展的可選之路。

2.1、GIS的應用

GIS為地理信息系統的簡稱，包括GPS、遙感、激光雷達掃描技術。輸電線路GIS系統將輸電線路進行定位并將相應的數據信息顯示在地圖上，利用數據比對，發現輸電線路是否發生故障以及發生故障的具體地點從而實現輸電線路的智能檢測。

2.2、智能檢修機器人應用

傳統的巡線方式依靠人工，作業的強度大，效率低，作業人員作業時也存在著較大隱患。智能檢修機器人又叫巡線機器人，其利用智能機器人代替人工作業不僅能提高效率，也能將人們從危險的作業環境下替換下來，可謂是輸電線路檢修的一大福音。

2.3、巡視無人機應用

無人機作業時需在無人機上安裝POS系統、激光雷達、雙天線接收機、GNSS天線、相機從而完成巡線任務。線路巡視無人機通過激光雷達系統通過掃描采集線路沿線的數據點，對采集到的數據進行三維建模，將輸電線路沿線的環境形態、線路三維坐標，線路附著物以及線路表面等數據信息再現，地面上的工作人員通過基準站接受無人機發來的信息，發現輸電線路其中的異常。

三、智能輸電線路檢修的展望

隨著現代技術的進步，線路智能檢修已是發展必然，針對線路檢修的一些制約因素，目前首要的是從以下幾點技術上進行改善：

3.1、發展更精確的數據分析與自動處理技術。

3.2、發展集激光，可見光、紅外線、自動跟蹤于一體的多傳感器的智能檢修將畫面最真實的還原同時最大限度降低投入資金。

3.3、發展全自動無人機，實現自動作業，故障自動識別，同時增強無人機的續航能力，改善無人機避障系統以及克服惡劣環境的能力。

四、變電所的智能化

變電所的主要設備中包含一次設備和二次設備，一次設備包括有變壓器、互感器、開關設備等。二次設備則包括一些輔助設備，自動控制設備等。要實現變電所的智能化也就是實現一二次設備的智能化，由于一次設備在變電所中的作用更為突出，因此本文僅論述一次設備的智能化應用。

4.1變壓器中的智能應用

變壓器是一次設備中最重要的部分，其智能化主要體現在在線狀態的智能監控，其中智能監控又包括對變壓器油內溶解氣體的含量，對油內微水含量，對套管絕緣性能，繞組溫度，局部放電等的監控。

4.1.1對油中氣體含量以及微水含量的檢測是通過分析油分子結構的變化實現的。當油內氣體含量或微水含量變化時表明已發生故障，再通過現代化學的分析方法進行判斷是哪種故障。

4.1.2檢測套管絕緣性能需要檢測設備的末屏電流信號。它通過電容式穿芯傳感器感應出套管末屏電流的電壓信號，再將電壓信號進行智能化處理作為套管末屏電流信號輸出，在通過后續設備處理實現對套管性能的檢測。

4.1.3油溫以及繞組溫度的檢測相對比較簡單，通過裝設特定溫度傳感器即可進行檢測，進而判斷是否故障。

4.1.4局部放電在線監測

實現局部放電檢測和控制可以通過安裝LC-PD局放單元，其中UHF技術當屬局放單元中最先進的技術。其原理是通過超高頻傳感器來實現功能。

4.2開關設備的智能化

開關設備的智能化主要通過改善其選擇性和反應時間來體現，一次開關設備主要包括高壓斷路器，高壓隔離開關，高壓熔斷器。改善它們的選擇性和速斷性依靠繼電保護裝置，傳統的開斷方式反應時間較長，供電可靠性較差。而智能開關借助微電子技術，由智能控制裝置充當開關設備的執行單元，其各方面的性能得到大為改善。

4.3互感器的智能化

互感器也是變電所一次設備中重要的組成部分。互感器的智能化即采用電子式互感器，通過將電子技術、光學技術等現代技術運用到互感器上以提高互感器的靈敏度和可靠性指標。

五、變電所的智能展望

變電所中的大量信息需要通過網絡上傳，需要相應軟件處理。這就難免會出現一些信息處理錯誤，而電力系統的信息一旦被錯誤處理所造成的損失將不可估計。因此如何更可靠迅速的對變電所中的信息處理是目前乃至今后一段時間內要著重解決的問題。

六、小結

盡管一些新型能源已逐漸進入我們的生活，但不可否認的是近一百年內電能在某些領域依然具有不可替代的作用。因此電網的智能化發展是十分有意義的，也是發展的必然。放眼未來，電網究竟會有怎樣的發展我們無法預想，但能確定的是所有的發展都將趨于智能。

參考文獻

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