智能變電站技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)探析

劉毅恒

摘要：智能變電站作為智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，是電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的控制單位，同時(shí)也是保障電網(wǎng)運(yùn)行安全、穩(wěn)定的關(guān)鍵部分。智能變電站的自動(dòng)化運(yùn)行有助于對(duì)數(shù)據(jù)采集優(yōu)化，本文首先闡述了智能變電站技術(shù)的現(xiàn)狀，并對(duì)其運(yùn)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，進(jìn)而對(duì)發(fā)展趨勢(shì)作出預(yù)測(cè)，分析結(jié)果能夠?yàn)橛嘘P(guān)單位提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：電力安全，誠(chéng)信，文化體系，分析研究

引言：智能變電站是采用智能化的設(shè)備，對(duì)變電站中的數(shù)字化信息即運(yùn)行產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，進(jìn)行采集與監(jiān)測(cè)，通過(guò)通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化和信息共享實(shí)現(xiàn)變電站工作的智能標(biāo)準(zhǔn)化。智能變電站能夠根據(jù)用戶需求的變化，對(duì)所覆蓋的電網(wǎng)進(jìn)行自動(dòng)化、實(shí)時(shí)地控制，提供輔助在線分析決策能力。早期，先是變電站自動(dòng)化技術(shù)在電網(wǎng)中進(jìn)行應(yīng)用，直到21世紀(jì)初期，有關(guān)數(shù)字化變電站的標(biāo)準(zhǔn)才被確定。近年來(lái)，智能電網(wǎng)作為國(guó)家電網(wǎng)的戰(zhàn)略要求，有關(guān)研究越來(lái)越多。智能變電站技術(shù)在一定程度上決定了智能電網(wǎng)的智能程度，因此，對(duì)其展開(kāi)研究有助于智能電網(wǎng)的發(fā)展。

1.智能變電站技術(shù)的研究現(xiàn)狀

1.1國(guó)外研究現(xiàn)狀

目前，有關(guān)智能變電站技術(shù)的研究國(guó)外處于領(lǐng)先地位。以西門(mén)子、ABB等為代表的公司研發(fā)了較多變電站的智能化設(shè)備，雖未實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化的落地實(shí)施，但根據(jù)其單個(gè)環(huán)節(jié)的應(yīng)用可以得知已取得階段性研究成果。ABB公司設(shè)計(jì)研發(fā)的GIS設(shè)備，集成了智能斷路器和互感器等元部件，實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)易的保護(hù)、監(jiān)測(cè)與控制功能。由ABB、西門(mén)子和阿爾斯通公司已對(duì)間隔層設(shè)備進(jìn)行了互操作實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)結(jié)果表現(xiàn)良好，具備落地可能。國(guó)外歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的智能變電站應(yīng)用較少，但學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為未來(lái)智能變電站的基礎(chǔ)應(yīng)是以IEC61850標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，因此，伴隨著最新的IEC61850標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展與應(yīng)用，智能變電站江面另更加智能、更為廣闊的發(fā)展空間。

1.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

2004年，伴隨著IEC61850標(biāo)準(zhǔn)在國(guó)內(nèi)數(shù)字化變電站進(jìn)行試點(diǎn)應(yīng)用，標(biāo)志我國(guó)踏入了智能變電站時(shí)代。2009年，國(guó)網(wǎng)對(duì)建設(shè)智能電網(wǎng)、智能變電站提出了發(fā)展規(guī)劃，推出了一些列標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范以推進(jìn)我國(guó)智能變電站技術(shù)的發(fā)展。從此，我國(guó)智能變電站得到了快速的發(fā)展。截止2018年底，國(guó)內(nèi)智能變電站數(shù)量已突破6000余座。變電環(huán)節(jié)智能化建設(shè)總投資已超越3500億。目前，在一次設(shè)備智能化領(lǐng)域中，我國(guó)已取得較好的進(jìn)展，對(duì)于智能變電站相關(guān)設(shè)備的研究也已進(jìn)行了大量的工作，國(guó)內(nèi)智能變電站二次設(shè)備多采用分層分布式結(jié)構(gòu)，其功能較為獨(dú)立，具備較好的可靠性，但維護(hù)成本也相對(duì)較高，并且對(duì)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)和優(yōu)化較差。但隨著技術(shù)的進(jìn)步，二次設(shè)備將是未來(lái)發(fā)展的主流。

2.智能變電站技術(shù)的運(yùn)用現(xiàn)狀

2.1人員專(zhuān)業(yè)能力需提升

智能變電站不同于傳統(tǒng)變電站，其工作質(zhì)量和生產(chǎn)速度均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)模式。當(dāng)下，智能變電站的精密化程度仍在繼續(xù)攀升，操作與功能更趨向于自動(dòng)化和智能化。由于智能變電站自帶高精尖技術(shù)，因此出現(xiàn)了工作人員專(zhuān)業(yè)能力不足，跟不上智能變電站技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了工作困境。具體來(lái)講，我國(guó)電力行業(yè)近年發(fā)展迅猛，原有的運(yùn)維模式已經(jīng)逐漸的難以適用于現(xiàn)代智能化設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)，但短期內(nèi)工作模式轉(zhuǎn)型難度較大。針對(duì)長(zhǎng)期從事傳統(tǒng)運(yùn)維工作的技術(shù)人員而言，并不能夠保證智能變電站的自動(dòng)化設(shè)備得到及時(shí)的維護(hù)，為其長(zhǎng)期良好的運(yùn)行帶來(lái)了隱患。其二，當(dāng)現(xiàn)有技術(shù)人員不能熟練操作智能化設(shè)備時(shí)，一旦設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)，很難在第一時(shí)間解決問(wèn)題，甚至不當(dāng)?shù)牟僮鬟€會(huì)加重問(wèn)題的惡化，更加影響了智能變電站的運(yùn)行。

2.2繼電保護(hù)與檢修技術(shù)存在隱患

在智能變電站中，變電站的繼電保護(hù)誰(shuí)額對(duì)于整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定起著至關(guān)重要的影響。一旦繼電保護(hù)設(shè)備出現(xiàn)故障，保護(hù)裝置將會(huì)立即切斷電路，從而保障其他電力原件因故障造成損壞。但是由于繼電保護(hù)裝置在工作中受到多種因素影響，若功能設(shè)置不科學(xué)，安裝時(shí)對(duì)于參數(shù)的調(diào)試不正確或不合適，均將會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置不能良好運(yùn)轉(zhuǎn)。作為變電站保障運(yùn)維人員，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)保護(hù)裝置的檢查與維護(hù)，避免出現(xiàn)因突發(fā)事件造成的設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，產(chǎn)生大面積停電。目前，我國(guó)的供電建設(shè)相對(duì)成熟，但是對(duì)于變電站檢修中的有關(guān)技術(shù)及應(yīng)用仍較為缺失，特別是對(duì)后期的高壓電氣的設(shè)備檢修和運(yùn)維等，與國(guó)際社會(huì)存在一定差距。因此，仍需提高檢修技術(shù)，規(guī)避潛在風(fēng)險(xiǎn)。

3.智能變電站技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

目前的智能變電站雖在設(shè)備管理、建設(shè)應(yīng)用、系統(tǒng)維護(hù)等方面取得了一定的成績(jī)，但是由于智能變電站發(fā)展周期較短，相關(guān)的系統(tǒng)應(yīng)用復(fù)雜程度較高，因此在建設(shè)理念、技術(shù)創(chuàng)新、專(zhuān)業(yè)化管理層面存在一定的提升空間。伴隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，用電負(fù)荷量激增，對(duì)于智能變電站的需求量也在不斷提高。對(duì)于一般的智能變電站，普遍存在占地面積較大，功能分區(qū)不夠明確，設(shè)備系統(tǒng)化程度不高等，因此這些在未來(lái)的發(fā)展中將會(huì)是智能變電站重點(diǎn)發(fā)展的方向。

3.1智能變電站技術(shù)的特點(diǎn)更加明顯

未來(lái)智能變電站的特點(diǎn)將更加清晰。所有的電子式互感器、變電器、組件等一次設(shè)備均完全達(dá)到智能化和信息化;智能變電站中由標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的微型處理機(jī)設(shè)計(jì)并制造的二次設(shè)備應(yīng)達(dá)到完全通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互通、資源共享，真正意義上消除數(shù)據(jù)孤島問(wèn)題;智能變電站中的信息交互更為緊密，不同系統(tǒng)、不同組件間的數(shù)據(jù)無(wú)縫銜接;占中所有的一次設(shè)備均配備在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，對(duì)于運(yùn)行狀態(tài)、數(shù)據(jù)等進(jìn)行科學(xué)地調(diào)度與管理;變電站中的運(yùn)維系統(tǒng)更加完善，能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的智能調(diào)節(jié)操作，可遠(yuǎn)程接受指令并完成相應(yīng)操作。

3.2智能變電站設(shè)計(jì)更加科學(xué)

智能電網(wǎng)作為國(guó)家級(jí)戰(zhàn)略，對(duì)于電網(wǎng)的穩(wěn)定帶來(lái)技術(shù)與管理保障。而智能變電站又是智能電網(wǎng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。因此，未來(lái)對(duì)于智能變電站設(shè)計(jì)不僅完成變電站內(nèi)部的自動(dòng)化、智能化，還應(yīng)配套完善在電網(wǎng)的某一段區(qū)間內(nèi)，相應(yīng)的智能化和信息化。智能電網(wǎng)中，智能變電站需要為范圍內(nèi)的電網(wǎng)線路完成所需的信息采集、信息處理工作，同時(shí)還應(yīng)具備極高的深度和廣度，能夠滿足對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理工作及智能化管控工作。智能變電站還需擁有較強(qiáng)的互動(dòng)性，能夠?qū)π畔⒌慕粨Q作出合理智能的操作。

3.2智能變電站技術(shù)的建設(shè)目標(biāo)更為明確

未來(lái)智能變電站的建設(shè)目標(biāo)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。第一，建設(shè)結(jié)構(gòu)的合理行。智能變電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)必須科學(xué)，布局應(yīng)當(dāng)合理，變電站系統(tǒng)具備高內(nèi)聚，低耦合。采用先進(jìn)的信息技術(shù)對(duì)變電站裝備進(jìn)行建設(shè)，使得良好、高效支撐變電站日常工作。第二，智能設(shè)備高度可靠，系統(tǒng)、設(shè)備之間的協(xié)同工作高效穩(wěn)定，運(yùn)維模式自動(dòng)且安全。第三，智能變電站施工建設(shè)更加便捷，占地面積相對(duì)減少，施工周期、檢修工作等用時(shí)縮短，智能變電站建成后與外部工作人員的直接聯(lián)系大大降低，更多采用網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程控制。同時(shí)智能變電站的可擴(kuò)展性較強(qiáng)。第四，實(shí)現(xiàn)電力資源優(yōu)化配置最優(yōu)解，能夠?qū)Ω蠓秶碾娋W(wǎng)線路進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，有效提高供電、變電效率，系統(tǒng)的安全防護(hù)抵御能力強(qiáng)，對(duì)于內(nèi)部的控制極高，有效降低故障率。

4.總結(jié)

綜上，本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外智能變電站技術(shù)研究現(xiàn)狀展開(kāi)探討，新一代的智能變電站技術(shù)已成為重點(diǎn)研究及應(yīng)用方向，而智能變電站技術(shù)在現(xiàn)實(shí)運(yùn)用過(guò)程中存在工作人員的專(zhuān)業(yè)化能力以及繼電保護(hù)、檢修技術(shù)不足等問(wèn)題，未來(lái)需對(duì)此方面進(jìn)行加強(qiáng)。同時(shí)，本文還對(duì)未來(lái)智能變電站技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，未來(lái)智能變電站技術(shù)需回歸變電站本質(zhì)，更加注重其特點(diǎn)、科學(xué)設(shè)計(jì)理念以及多維度的建設(shè)目標(biāo)。智能變電站作為變電站未來(lái)發(fā)展與變革的重要方向，同時(shí)也是智能電網(wǎng)良好運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，我國(guó)相關(guān)部門(mén)和單位應(yīng)充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)及研發(fā)力量，加強(qiáng)對(duì)智能變電站技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，助力我國(guó)智能電網(wǎng)取得快速的發(fā)展。

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