新時代變電站智能化發展方向研究與探討

唐志勇

（國網新疆電力有限公司阿克蘇供電公司，新疆阿克蘇 843000）

1.能化變電站建設中重點關注的技術問題

由于智能變電站技術的研究和智能變電站的試點建設剛剛開始，在使用新技術時可能存在很多問題，需要逐步解決。就當前的智能變電站的發展情況而言，研究重點應放在關鍵技術研究上，要致力于突破關鍵技術帶來的發展瓶頸，對此需要關注以下技術問題：（1）智能電子設備（IED）的研發和優化是不能停止的，要繼續進行深度研發，基于此，可以不斷優化智能變電站的IED技術，提高對智能變電站的控制能力，控制的更加細微；（2）無規矩不成方圓，在短時間內制定智能變電站的相關標準和規范，特別是智能變電站的架構和技術體系[1]；（3）引入智能設備，實現信息化和自動化，獲取參數和信息更加準確，提高智能變電站的整體信息分析能力，提高智能變電站的工作效率；（4）優化變電站內部的管理模式，可以吸收一些國外先進的管理經驗，對智能變電站進行層層管理，掌握智能變電站的實時工作狀態，實現診斷信息與電網運行管理的雙向互動，實現設備綜合狀態監測和全壽命周期管理等技術[2]。

2.智能化變電站高壓設備測控技術問題

在智能變電站中，有個突出的特征就是需要用到一些高壓設備，這是無法避免的，眾所周知，高壓設備有危險性而且技術復雜，這就需要研究人員去研究智能變電站中的高壓設備，對此不斷優化，以便于智能變電站更好工作。變電站采用智能測控技術，借助傳感器對系統中的設備進行測量和控制，從而保證整個變電站內的電氣設備處于可有效監測和控制的狀態。高壓變電站設備智能系統可以應用高壓設備智能測控技術，及時獲取高壓設備的狀態和信息，然后利用信息融合技術和故障診斷模型對高壓設備在測試狀態下的運行狀況和使用壽命做出綜合評估[3]。

3.能化變電站智能告警及事故信息綜合分析決策技術應用問題

目前，變電站的報警模式是基于潮汐計算的靜態報警，沒有對故障進行分析，最具有價值的報警信息沒有主要用最直觀的方式呈現給操作人員，所以報警信息的層次模糊不清，報警模式比較特殊。因此，假設智能變電站的智能報警方式是針對不同的故障采用不同的報警方式來實現的，不同錯誤之間相關性的報警方式必須不同。為了使智能變電站具備智能報警功能，變電站需要在監控系統上安裝完善的報警和事故信息分析決策系統。系統必須能夠對變電站故障數據進行分類整理，對各種信號進行分類顯示，提取報警信息，便于故障評估和處理。變電站運行狀態實時在線分析，自動標記變電站異常情況，建議采取故障排除措施，提供主站報警和事件智能信息，供主站分析決策。該系統提供了全面的故障信息概覽，可以為技術和技術人員提供完整的故障時間信息顯示。應用報警和事故信息智能分析決策系統，根據報警信號的重要性設置各報警信息，標記報警信息的重要級別，并進行適當的疊加和處理處理，對報警進行分類分頁顯示信息。實時報警顯示窗口可設計多頁。另一方面，利用變電站的設計理念，使報警信息按間隔過濾，智能報警上升為區域層面的動態系統級報警。智能報警器有一個額外的分析和處理功能，利用推理技術對一個或多個相關的報警事件進行推理評估，指出事故的原因和處理行動。這樣，在很短的時間內就能獲得與事故異常有關的所有重要信號，并得到這種異常事故情況的處理方法；可以及時進行準確的分析和處理，大大提高了工作效率[4]。

4.智能化變電站保護與控制二次技術問題

4.1 保護和測控裝置的新要求

（1）結合智能變電站現場級功能自主性的要求和智能元器件與高壓設備一體化的設計要求，對保護、測控設備提出了如下基本新要求。為了適應智能變電站在網絡結構、通訊、網絡流量和實際H英寸等方面的不同要求，必須針對不同的用途開發不同的以太網接口；（2）將測量部分與執行部分合二為一，保護、測控設備同時進行，設備硬件平臺需要統一，滿足所需的高性能通信能力和邏輯預算功能；（3）增加設備的安全性，使用一些配件。具有非常規變壓器和智能開關柜的數字接口和高速數據處理功能；（4）使用標準IEC61850建模解決互操作性和互操作性問題。

4.2 自適應繼電保護技術的應用

新建的智能變電站放棄了傳統的“預校準、實時動作、定期檢查”的繼電保護模式，積極采用自適應繼電保護技術對實時繼電保護的參數、特性和性能進行校準。

4.3 繼電保護的智能整定和在線校核問題

繼電保護參數需要及時的進行智能調整，可以消除改變電力系統運行方式對保護區和繼電保護裝置靈敏度的影響，提高繼電保護運行的準確性。繼電保護在線測試是指繼電保護系統接收電網運行的實時數據，根據系統拓撲、運行方式和功率，在線創建真實電網中各繼電保護裝置的運行概況，需要根據實際的性能進行配置。在整個保護過程中，繼電保護在線測試系統通過通信網絡計算和驗證在線保護的校準值，實時評估網絡中所有繼電保護的性能，包括繼電保護裝置的保護面積、靈敏度和動作速度，為可靠性相關的繼電保護裝置可能發生故障或下降提供報警信息，通過這些智能化的程序控制可以很好的幫助完成繼電保護以及在線校核[5]。

5.在智能化變電站中構建五防系統

在智能變電站系統中，為了防止故障的發生，需要建立一個五級系統來控制變電站的故障，保證變電站的正常運行。在五級保護系統中，必須對五級保護系統中的閘門反轉等操作進行建模和評估，然后才能實施。因此，智能變電站內置了五級保護裝置系統，五級保護保裝置系統保證了變電站網絡的高效運行。由于中國電力行業的不斷發展，能源消耗急劇增加，導致網絡負載過重，容易引發安全事故。因此，為確保變電站的安全，必須安裝五級安全系統。在智能變電站中，變電站級和段級之間的以太網用于交換段級IED信息，該信息用于5個級別的實時邏輯聯鎖過程。在這個過程中，變電站數據通過開放的過程進行層層傳遞至變電站網絡，依靠過程層的聚合承載模擬信息，依靠智能接口承載遠程信息等。此外，通過在現場級使用GOOSE機制，系統可以及時接收所有五防邏輯阻塞所需的主數據，然后這些數據用于評估邏輯控制條件和每個阻塞狀態，最終達成變電站設備的邏輯閉鎖狀態決策[6]。

6.結語

21世紀以來，智能變電站技術發展迅速，推動了各級智能變電站建設的發展，為了迎接更大挑戰，需要對智能變電站的關鍵技術問題進行及時的監測和研究。本文以智能變電站的主要關鍵技術對智能變電站建設的研究進行了總結，這也是現階段智能變電站建設項目實施中的一個重要問題。它可以為智能變電站在未來的建設、運行和維護中提供參考和幫助。