智能變電站的技術應用探討

劉軍

（國網湖北省電力有限公司谷城縣供電公司，湖北 襄陽 441700）

在現代人的生活當中，科學技術的力量正在不斷沖擊著人們的實際生活。在當前社會中，每一天甚至是每一刻都在誕生著各種各樣的科研成果，不同的科技領域隨時都可以看到全新成果的身影。在此背景下，我國的電力行業(yè)以及電力系統也在不斷發(fā)生著各種各樣的體制變革與機制創(chuàng)新，并且取得了比較理想的應用效果。

1 關于我國變電站的發(fā)展歷程分析

1.1 傳統變電站

傳統變電站主要指的是上個世紀80年代之前出現的變電站。當時的變電站所應用的各種保護設備主要是以晶體管和集體電路為主，而二次設備基本上都是按照傳統方式來進行布置，每個部分都可以自主獨立地運行。后來在微處理器和通信技術的不斷發(fā)展下，遠程裝置的性能也得到了很大的提升，傳統變電站也隨之增加了重要的四遙功能，分別是遙測、遙控、遙信和遙調。

1.2 綜合自動化變電站

在上個世紀的90年代，我國的變電站發(fā)生了實質性的變化，自動化變電站模式出現了。這與當時微機保護技術、網絡、計算機以及通信技術的發(fā)展都有著不可分割的聯系。綜合自動化變電站是借助當時先進的計算機技術、通信技術以及信息處理技術來對變電站二次設備的功能重新進行了組合與優(yōu)化設計，其最大的進步就在于實現了對變電站設備運行情況的監(jiān)視、測量、控制以及協調。關于綜合自動化變電站，其基本上經歷了3種不同結構形式的發(fā)展，分別是集中式、分散式以及分散分層式，在不斷升級與完善的過程中，變電站的設計的合理性、穩(wěn)定性也得到了顯著的提升。

1.3 數字化變電站

數字化變電站是智能變電站的重要前身，其數字化特征最主要體現在過程層設備的數字化、變電站內部信息的網絡化和斷路器設備的智能化。數字化變電站成功結合了設備集成與功能優(yōu)化兩種概念的優(yōu)勢，實現了一次設備和二次設備的初步融合。

1.4 智能變電站

智能變電站被正式提出是在2009年，當時國家電網公司首次提出了建設智能電網的重要目標。智能電網會涉及到6個重要環(huán)節(jié)，分別是發(fā)、輸、變、配、用以及調度。關于智能變電站的定義，其主要是指借助各種先進的智能設備，以通信平臺網絡化、全站信息數字化以及信息共享標準化作為最基本的要求，自動完成信息的采集、測量、控制、保護以及監(jiān)測等基本功能，然后根據實際需求來支持電網實時自動控制、智能調節(jié)以及在線分析決策等高級應用功能的變電站。

2 關于智能變電站的主要技術分析

2.1 電子互感器技術

在現階段的智能變電站的諸多關鍵技術當中，電子互感技術是最重要的一項基礎性技術。我國第一批智能變電站試點工程在實際運行過程中就已經采用了此項技術，其中主要包括光纖式互感器、分壓式互感器等。在試點應用過程中表現以下問題：光纖式互感器，如果電流較小，會產生較大的噪音；分壓式互感器，其高壓傳感器部分存在若干電路設備，如果沒有外部供電將會停止工作，并且還需要解決電磁兼容的問題。所以，工作人員在使用此項技術時，通常會結合傳統互感器和合并單元采樣，這樣做的目的就是要確保設備在實際運行過程中的安全性與穩(wěn)定性。

2.2 在線監(jiān)測技術

智能變電站在線監(jiān)測技術發(fā)展到今天，其技術的成熟度已經進入到了一個比較高的水平，已經能夠借助智能化的設備完成在線檢測，并且檢測得出的最終結果也是相當準確，此項技術的重要性已經得到了很好的證明。但是，這并不能夠代表在線檢測技術就是完美的，還存在著很多的問題與弊端。其中涉及到的一些細節(jié)部分，諸如檢測開關或者斷路器接頭等，都還是亟待得到進一步的優(yōu)化與完善。此外，因為技術水平的局限性，智能變電站的在線技術并沒有真正發(fā)揮出其原有的全部價值和作用。舉例說明：在當前的智能變電站當中，傳感器很容易出現不同程度上的損壞，這就會嚴重影響到檢測結果的可靠性。如果任由此問題繼續(xù)發(fā)展下去，原本因為檢測器自身的問題而影響到的精確度，在最后很有可能導致數據失真，其后果可想而知。

2.3 接地線安裝技術

接地線安裝技術是智能變電站電力控制工作中非常重要的一項保護控制技術。接地線安裝技術可以說是安裝工作中的第一道質量關卡，其影響非常之大，會直接影響到管理人員的生命安全。一般情況下，接地線安裝技術通常會使用銅包鋼作為主要材料，但是其還是要根據具體的要求來確定深埋地底的深度。

2.4 信息管理儲存技術

現階段的智能變電站中，無論是數據采集、儲存還是管理，基本上都是在數字化信息平臺上面來完成，因此，要想提高數據信息的采集、儲存以及管理的實際質量，就必須要確保其擁有良好的故障恢復功能。在智能變電站的信息管理中，數字化平臺便是最核心的角色，因為數字化信息平臺會統一完成好采集信息、集成、轉換、調用以及儲存等多項功能。除此之外，數字化信息平臺還在變電站的擴展性以及經濟性方面發(fā)揮著不可替代的重要作用。

3 關于智能變電站技術的實際應用分析

3.1 在線監(jiān)測技術的實際應用

眾所周知，在線檢測技術是狀態(tài)檢修工作中非常重要的一個組成部分。其會在各項設備處于正常工作的前提之下，對其進行連續(xù)或者定期監(jiān)測的一種自動化設備。圖1是關于在線監(jiān)測技術的一個基本框架。

圖1

3.2 電子式互感器的實際應用

電子式互感器和電磁式互感器之間最大的區(qū)別就在于電子式互感器具有絕緣性能，而且絕緣結構更為簡單一些，這也是電子式互感器自身所具備的獨特優(yōu)勢。如果羅氏線圈互感器不包含鐵芯，那么電子式互感器的磁飽和與鐵磁諧振問題便能夠得到有效消除。另外，如果高壓側與低壓側之間只存在光纖聯系，那么抗電磁干擾的性能便會得到顯著提升。從國家電網在采用電子式互感器的效果來看，其可靠性還有待于進一步提高。其中存在的典型問題便是，如果是在小電流的情況下，全光纖式電流互感器的波形則很不光滑，而且會出現很多毛刺。而電壓互感器因為高壓傳感頭部分有電子電路器件，需要外部供電，電磁兼容就需要特殊處理。

3.3 智能變電站的高級應用分析

經濟運行和優(yōu)化控制。關于智能變電站技術的高級應用，必須要提到的一點便是無功補償設備的自動調節(jié)裝置，借助變壓器的重要作用來對其進行優(yōu)化與控制。其大部分是通過無功、電壓的管理，完成智能電網的穩(wěn)定工作、經濟運行和優(yōu)化控制。無功電壓控制一般是把無功電壓控制設備安裝在站內，然后通過分級或者分層無功電壓控制的辦法，來確保其和地區(qū)電網無功電壓協調控制達到最理想的狀態(tài)。

設備狀態(tài)可視化。關于設備狀態(tài)的可視化，其最大的優(yōu)勢就在于能夠根據不同的監(jiān)測項目來顯示與之相應的監(jiān)測結果，而且可以實時監(jiān)測，實時顯示。工作人員可以根據特定的監(jiān)測項目來分析和總結在線監(jiān)測的結果，并用較為顯著的色彩顯示超過閥值的項目。通過曲線、音效、顏色、指示燈等效果來綜合反映設備的各種狀態(tài)，進而通過調取監(jiān)測設備的各種項目曲線以及波形來提供不同歷史時期曲線的對比功能。

4 結語

綜上所述，在現階段的變電站中，智能變電站技術已經得到了越來越廣泛的應用，并且在實際運行過程中，智能變電站技術也用自身的實力和優(yōu)勢證明了自己的價值，成為當前最受關注的技術類型。智能變電站技術成功將電力輸變技術和現代化信息管理技術有效結合在了一起，實質上是一種集合多種先進技術的有效結合體，它不僅在提升變電站技術向數字化方向的發(fā)展進程方面發(fā)揮著不可替代的重要作用，更在很大程度上有效降低了電網事故的發(fā)生概率，全面提高了變電站的變電效率。