智能變電站關鍵技術及其構建方式思考

摘 要：在科技不斷發展的背景下，電網技術逐步朝著智能化電網的方向發展。為了實現智能電網的全面覆蓋，首要條件便是做好智能變電站的構建工作。基于此，文章從智能變電站的相關概念出發，就其關鍵技術及構建方式展開全面探討，在為智能變電站提供衡量標準的基礎上，推動我國智能電網的進步與發展。

關鍵詞：智能變電站；關鍵技術；構建方式

1 智能變電站相關概述

智能變電站指的是將實現資源貢獻及信息數字化發展作為基本要求，由多種可靠、環保、低碳、集成的智能設備共同組成的一種變電站。智能變電站不但可很好地完成傳統變電站內部各項基本功能，進而促進電網的正常運行，更可以根據高級應用功能，來開展在線分析、在線決策、智能調節、協同合作等方面的工作，實現變電站的長遠發展。

1.1 智能變電站具備的優勢

相比于傳統的變電站，智能變電站具備集成性高及可靠性強等顯著優勢。

其一，集成性高。在智能變電站中，科學、合理應用了計算機、網絡通訊、電子電力及傳感等眾多現代化技術，這些技術的有機結合不但促進了微網兼容及虛擬電廠的實現，而且將采集變電站設計的方式進行了充分簡化，為智能電網的建成與覆蓋提供了可靠的信息支持。

其二，可靠性強。電網得以正常運行的條件便是具備一定的可靠性。其中，智能變電站及其內部智能設備的可靠性均比較強，因而就要求變電站的診斷水平達到一定的高度，只有這樣才能在設備發生故障前展開及時有效的預防工作，從而確保設備的可靠運行[1]。

1.2 智能設備的作用

為了與智能電網的建設相適應，我們提出了智能設備這一概念。智能設備的出現，取締了傳統一次設備及二次設備之間的劃分，并集合了間隔層、過程層包含的各項功能。人們通過采取科學、有效的措施，便可對智能設備的具體運行狀況展開分析與評價。在智能變電站中，智能設備的應用為站內設備運行的穩定性及可靠性提供了充分保障，并能對站內的狀況展開及時的監管；其次，還可有效評估并判斷一次設備的使用周期及故障情況，從而為變電站內部技術在運行檢修方面提供更多的支持。除此之外，智能設備的使用極大程度上降低了變電站的投入成本及安全隱患的發生[2]。

1.3 供電管理系統

在智能變電站中，考慮到LED固體光源屬于一種支流供電，因而在設計電路時，無需采取措施將直流變為交流。其中，蓄電池的正極與晶體管集相接，負極則與地相接，其供電管理系統。在此系統中，其利用電壓電流轉換器對放電電流進行檢測，隨后再通過放大電路、A/D轉換電路等地，最后進入到控制器中，此時單片機便會檢測放電的電流是否處于恒定的狀態。如果檢測到尚未恒定，那么就會調節輸出的電壓，使其在經過D/A轉換，并經過跟隨器及放大器后，有效控制晶體管集的極電壓，進而確保放電電流的穩定性。與此同時，蓄電池的電壓也經過反相放大器、跟隨器等，再經A/D的轉換操作后，向控制器輸入，從而確保控制器能對變化的電壓展開監測。除上述作用外，控制器還會實時檢測蓄電池的電流及電壓，從而有效防止因電池放電而造成的損壞。

2 智能變電站關鍵技術

2.1 電子互感器

國家電網公司于2010年在第一批7個智能變電站試點工程中（其中3座為改造站，4座為新建站），采用了電子式互感器這一項技術，例如基于分壓原理的互感器，以及光纖式的互感器等。從產生的試點效果展開分析，我們發現電子互感器技術的可靠性還待進一步的改進。其存在的問題主要表現在以下方面：基于分壓原理的互感器，其高壓傳感部件存在一定數量的電路設備，只有在外部供電的情況下方可開展工作，同時還需解決有關電磁兼容的問題；而對于光纖式的互感器，其在實際應用過程中，當電流出現較低的情況時，會產生非常大的噪音。除此之外，二次調理線路還經常設置在電子式互感器中，與一次部件相比，使用壽命不相同。通過全面分析設備的可靠運行等因素，智能變電站大多有機結合了傳統的互感器及合并單元采樣。

2.2 智能設備組網措施

智能變電站在采取設備組網措施時，通常情況下會以三層兩網的原則展開設計。對于合并單元及終端智能，則應以間隔下方為基準，從而將其在匯控柜中進行合理設置，并通過使用具備測控及保護作用的一體化設備來保護二次智能設備，并以相互之間的間隔為標準進行組屏[3]。智能變電站通過結合配置110kV的主變壓器保護及220kV等級保護，從而使星型雙網結構能被交換機使用；而通過直跳直采等措施來施加保護，則可利用GOOSE這一先進的網絡傳輸技術，將設備的間隔封閉劑啟動失靈等信號充分反映出來。

2.3 智能設備的在線監測

通過在線監測智能變電站內各設備的運行狀態，可有效監測SF6氣體的密度、變壓器的油色譜，以及鐵芯的電流接地情況等。總體進行分析，此項技術能將數據準確測量出來，已達到較為成熟的狀態。在監測斷路器接頭的溫度及開關行程等因素時，應當將理論知識與實際情況相結合，進而展開研究工作。當前，在線監測技術在變電站中的應用效果比較普通，相比于一次設備，其可靠性也比較差，具體表現在傳感器接頭容易受到損害；監測精度也會在長期運行下呈現出不斷下降的趨勢，因而難以確保數據的準確度。此外，變電站中存在各種通訊設施及電子設備等，形成了有強電磁的環境，容易受到外界震動、電磁干擾以及濕度溫度變化等因素的影響。由于上述原因的存在，因而智能設備在線監測這一技術大多應用在智能變電站的試點工程中。

3 智能變電站的構建方式

3.1 科學體系的構建

為賦予智能變電站良好的性能，就需要設置完善的體系構架，加強軟件技術的應用力度，并與變電站的實際需求相結合，進而展開科學合理的配置與調節。此外，在智能變電站的控制體系中，為構建起安全、靈活的功能體系，就需要加強軟件固件及硬件集成等技術的應用力度。經相關實驗研究顯示，采取上述措施構建出來的智能變電站結構體系，可極大程度上促進變電站信息化及自動化程度的改善，在簡化系統維護措施，為電網與變電站之間的聯系提供便利的同時，對投入成本進行了合理控制。

3.2 繼電保護及信息資料的安全性

對我國傳統的變電站展開分析，可以發現其繼電保護的水平均不是很高。因此，在構建智能變電站時，就應當采取開放的防護措施，并以電網數據的變化為基準，對繼電保護進行控制與調節，從而為智能電網運行的可靠性提供充分保障。在智能變電站的構建過程中，為確保信息數據傳輸的可靠性及安全性，通常采用網絡自動化的控制技術，只有構建出信息資料安全的評估系統，才能為智能變電站提供完整的信息資源。

4 結束語

綜上所述，考慮到智能變電站具備傳統變電站無可匹敵的優勢，其不但是智能電網建設中一項不可或缺的組成部分，同時更是我國電力企業的發展趨勢。基于此，我們應當對智能變電站的關鍵技術及其構建方式展開研究，在促進智能變電站安全、可靠運行的基礎上，實現我國電力行業的可持續發展。

參考文獻

[1]郭軍亮.智能變電站關鍵技術及其構建方式的探討[J].企業導報，2014，6（14）：140-141.

[2]林宇鋒，鐘金，吳復立.智能電網技術體系探討[J].電網技術，2011，33（12）：8-14.

[3]曹楠，李剛，王冬青.智能變電站關鍵技術及其構建方式的探討[J].電力系統保護與控制，2011，5（9）：63-65.

作者簡介：吳振勇（1987-），男，廣東省中山市人，工作單位：廣東電網公司中山供電局，職務：變電站值班員。