變電站自動化系統的發展方向探討

鄒文峰

（廣東電網公司惠州供電局，廣東 惠州 516000）

上個世紀末，變電站的自動化技術逐漸的由研發轉向市場推廣，截止到目前變電站的自動化水平已經有了顯著的提高和進步。就目前我國在這方面的成就來看，110kV以下的低壓變電站基本上實現了無人操作的全自動化，而中壓220kV及以上的變電站也廣泛的采用了自動化管理和控制系統，大大的降低了工作人員的勞動強度，提高了工作效率。隨著通訊技術和電子技術的不斷發展，國家相關管理部門對于變電站的自動化程度提出了更高的要求，引發了變電站自動化系統的進一步發展和變革。

1 現有變電站自動化系統存在的問題

雖然我國目前的變電站自動化系統已經取得了較大的發展成就，也在一定程度上促進了電力系統的發展，但是在實踐中我們發現仍然有很多亟待改進的地方，下面筆者將對該問題做詳細闡述：

首先，現有的變電站自動化系統的運行設備體積較大、質量較重，給工作人員的安裝和運輸的帶來了很大的不便，不僅增加了運輸成本，也容易導致設備故障，并且增加了意外事故導致的損失。其次，高壓電路系統中選用的CT物理結構電容式電壓互感器的穩定性較差，容易導致系統運作中的誤操作。再次，在變電站的自動化系統的運行過程中容易出現信息的重復采集，導致的直接后果就是各個系統之間的信息無法共享以及信息的處理效率較低。

這些系統問題的存在嚴重的制約了變電站的自動化運行和管理，也給設備的維護帶來了很大的障礙，從而降低了系統的工作效率。隨著信息技術和數字技術的不斷發展，電力系統的變電站自動化運行也迎來了新一輪的技術改革，新型智能變電站將逐漸取代傳統的變電站自動化模式更好的為電力系統的運行服務。

2 智能變電站產生的背景

就我國目前的變電站自動化程度來看，可以具體劃分為常規變電站和數字化變電站兩種。常規變電站在實踐中存在的主要問題有：資源重復采集、多套系統并行、設計和調試不靈活、標準性差等問題；而數字化變電站在實踐中存在的問題則主要表現為：無具體操作規范、可靠性差、評估機制不健全等問題。雖然二者在實踐中的缺陷表現形式不同，但是這些問題都嚴重的制約了變電站的正常運行，也不利于提升電力系統的整體運行水平。智能變電站的出現不僅可以很好的克服上述問題，還能夠以其“互動化、自動化和信息化”的優勢，建立一個統一的便捷管理平臺，將變電站的運行管理同電力系統的管理結合起來。

數字化變電站的基本作用原理就是將涉及到變電運行管理的各個數據和信息都以數字的形式予以表達和傳遞，這樣就減免了系統運行過程中的信息格式轉換和識別的過程，提高了系統運行的效率。而智能變電站在具備了數字化變電站的數據傳輸和識別上的優勢的基礎上，還增加了物理集成和邏輯集成。所以，智能變電站的運行原理在于將數字化變電站中的數據采集、傳輸、控制等行為都通過物理集成和邏輯集成進行處理，增加了一系列高級應用功能。這些功能主要包括：一體化智能設備應用、在線監測應用以及二次設備的一體化應用等功能，所以從某種程度上來說，智能化變電站是一種質變后的數字化變電站。智能化變電站的應用不僅實現了不同廠家的設備之間互操作性的問題，還解決了二次回路接線復雜的問題，從而降低了運行中的電磁干擾問題，提高了變電站的安全可靠性，是一種更加適合現代電網運行的變電站模式。

3 智能變電站的建設任務

為了使我國電力系統更加有序健康的發展，國家電網制定了2009～2020的規劃，并結合目前科學技術的發展狀況，分三步實施智能變電站的建設：2009～2011年為試點階段，2012～2015年為重點發展階段，2016～2020年為全面推廣階段。在當前階段，主要以數字化變電站技術為基礎，探索并研究滿足智能變電站要求的信息化和數字化技術。隨著高級應用技術、在線監測技術及資產全壽命周期管理理論的發展，逐步突出變電站的智能化建設，逐步完善具有高級應用功能的智能變電站。

智能變電站已經是未來十年至二十年變電站技術的發展方向，今后智能變電站的建設與研究工作包括：

加強數字化變電站技術的跟蹤和IEC61850標準的研究，因為數字化變電站技術構建了智能變電站的底層技術。研究新型互感器技術，特別是電子式和光電式互感器的抗干擾性的措施，繼續深入研究過程層通信和一次設備的數字化實現，同時進一步開展數字化變電站和智能變電站的示范性工程，將現有的研究成果與實際工程應用相結合，發現其應用重點的優勢和不足，探索出適合新型電網應用、適應新技術發展的數字化變電站建設模式，然后逐步推廣。在新建變電站和變電站改造項目中優先采用IEC61850標準，努力使在變電站內上達到統一的通信標準，深入研究通信技術中的以太網技術以及在變電站內的實施方案，逐步取消現有現場總線的通信方式，用工業以太網構建智能變電站的通信平臺，為IEC61850的全面應用奠定堅實的基礎。加快在線監測和電氣設備的智能控制技術的研究，在現有數字化一次設備的基礎上，進一步融合適應智能電網需求的相關功能，與研發機構共同研制智能設備，并開展試點應用，總結經驗。在現有較為成熟的數字化變電站基礎上，對二次系統進行功能配置上的整合及相關數據整合，為智能變電站的高級應用功能夯實基礎。結合智能調度技術的發展和運行的需要，開展適用于智能電網發展要求的狀態檢修、變電站高級應用、全壽命周期管理等方面的理論研究和技術實現的探索，制定相應實用化的技術應用方案。當具備技術條件時，在現有數字化變電站成熟的技術構架上實施智能化應用，使最終實現智能變電站的目標。

結語

綜上所述，國家電網公司正在大力推進智能變電站的發展，制定了一系列標準，建設了示范工程，但許多關鍵技術仍處于成長期，部分技術尚不成熟，無法達到智能變電站技術標準的要求，因此制約著國家電網公司智能變電站的發展。南方電網公司從戰略的高度把握智能電網發展的方向，大力推進智能電網的研究和建設。遵循“需求引導、整體規劃、有序推進、重點突破”的16字原則，提出運用先進的計算機技術、通信技術、控制技術，建設一個覆蓋城鄉的智能、高效、可靠的綠色電網，并著手智能變電站的研究建設。作為復雜的智能化系統，智能變電站需經過多階段、多目標發展才能完成。改造原有的變電站需要應用上的平穩過渡和重點技術突破，逐步達到完善。從我國的這兩大電網公司的發展舉措來看，因此，智能變電站的發展將為智能電網的建設奠定堅實基礎，上文中筆者結合自己的工作經驗，對變電站自動化系統的發展和應用進行了探討，諸多不足，還望批評指正。

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