智能變電站與常規變電站比較

摘要：隨著自動化控制技術的進步及非常規互感器技術的發展，常規變電站正在被數字化的智能變電站所取代，一次變電站智能化改造大潮正在各電力部門展開。文章從一次設備智能化、對時要求、信息基礎、智能應用到輔助系統等方面對智能變電站和常規變電站進行了對比分析，對幫助變電站運維人員進一步了解智能變電站有重要意義。

關鍵詞：智能變電站；常規變電站；一次設備；自動化控制技術；電網建設 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM63 文章編號：1009-2374（2015）32-0130-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.32.070

1 概述

隨著自動化控制技術的進步、非常規互感器技術的發展、IEC61850標準的頒布實施、網絡通信技術的日臻成熟，變電站自動化進入了智能化發展的新階段。同時，隨著國家電網建設“堅強智能電網”總體規劃的逐步推進，智能電網建設在全國范圍內迅速鋪開，而智能變電站作為構建“堅強智能電網”的關鍵支撐，其相關研究、開發與建設工作也相繼展開，在其推動下變電站智能化改造進一步加快。而在此基礎上從一次設備智能化、對時要求、信息基礎、智能應用到輔助系統等方面對智能變電站和常規變電站進行一次對比分析，對幫助變電站運維人員進一步了解智能變電站具有重要意義，同時對智能變電站的相關建設也具有一定的參考作用。

2 常規變電站和智能變電站的基本結構

2.1 常規變電站的基本結構

常規變電站的網絡監控系統由間隔層和站控層兩層構成，由于沒有統一建模，存在著多種信息標準，接口多樣而兼容性差，綜合自動化軟件版本龐雜不一，存在監控、保護、遠動、計量等多個網絡。其中的站控層設備由帶數據庫的操作員站、遠動工作站、五防主機等組成；間隔層主要包括保護、測控和IBD等二次設備；一次設備和錄波、保護、測控等二次設備之間多采用二次電纜連接，導致二次電纜布線繁復、回路眾多。且常規變電站的信息采集由電磁型電流和電壓互感器完成，系統內部各裝置之間相對獨立、功能分散，缺乏整體的協調和功能優化機制，輸入信息難以進行共享，對系統的擴展性和兼容性帶來了限制。

2.2 智能變電站的基本結構

將智能變電站按照功能定位的不同，分成過程層、間隔層和站控層三個獨立但又相互緊密聯系的層塊，則其中的過程層主要由各種電壓等級的智能變壓器、電子式互感器（ECT/EVT）、智能斷路器及其他智能一次設備構成；而間隔層包含有以繼電保護裝置為核心的保護單元、以計量狀態檢測為核心的測控單元、智能化消防報警系統和消防報警系統等；站控層包括以遠程通訊和外部通訊為主的站域控制通訊系統、調度指揮系統及電力用戶職能管理系統等。

3 智能變電站與常規變電站的差異性比較

3.1 一次設備的差異性

智能變電站與常規變電站在一次設備上的差異性主要體現在其狀態檢測功能的智能化上，智能變電站能夠自動采集設備狀態信息并對設備狀態進行綜合分析，同時還將分析所得結果基于DL/T860服務上傳以實現和其他系統進行信息交互，從而擴大設備自診斷的范圍及準確性，極大地方便了對一次設備的運行維護。比如智能變電站斷路器設備內的電、磁、濕度、溫度、機構動作狀態等信號的檢測對判斷斷路器運行狀態及變化趨勢有極大的幫助，從而實現對變電站設備的狀態監測。而常規變電站并不具備以上功能，需要對其關鍵的一次設備（斷路器、變壓器等）增設相應狀態監測功能單元。

3.2 信息基礎的差異性

在信息基礎方面，智能變電站與常規變電站相比最大的差異在于智能變電站實現了部分或全站的信息傳輸的數字化、通信平臺的網絡化和信息共享的標準化，并且智能變電站采用了先進的分布式網絡建模和狀態評估技術，將“集中式的控制中心狀態評估技術”改造為“分布式的變電站狀態評估技術”，從而借助變電站內的實時信息高度冗余的先天優勢，將信息誤差消除在變電站內。同時采用標準化的配置工具實現對變電站設備和數據的統一建模及通信配置，從而使其生成標準的配置文件以供集控系統自動獲取與識別，實現變電站內全景數據采集與信息高度集成，為集中控制提供了擴展性強的信息基礎。

3.3 對時要求的差異性

在對時要求上智能變電站要遠遠高于傳統變電站。傳統變電站主要采用SOE時標來判斷動作時序，并以此保證電網運行安全。而智能變電站要和站外系統進行協同互動，因而必須要以精確的絕對時標為前提。在確保安全運行的先決條件下，智能變電站可采用IEEE 1588網絡進行對時，這樣既可以簡化對時系統，又能保證對時的精確性。

3.4 智能高級應用的差異性

和常規變電站相比，智能變電站的高級應用功能主要有：一是具備基于邏輯推理、告警分類及信號過濾的全站智能告警功能，能夠針對事故及異常提出合理的處理方案；二是能通過對電壓/無功的連續調控實現變壓器經濟運行并優化電能質量；三是在設備信息、運行維護方案等方面和調度中心及集控中心實現互動，從而實現設備狀態的全壽命周期管理；四是具備自適應保護功能，在電網事故時和相鄰變電站或調度中心進行協調配合，實現動態改變繼電保護和穩定控制策略及參數。

3.5 輔助系統智能化的差異性

在常規變電站中通過應用視頻監控系統、環境監測系統、輔助電源等構成的輔助系統，使得信息資源更加豐富，保證了常規變電站的穩定運行，然而在常規變電站的實際運行過程中仍然存在著縱向層次多、橫向系統多為主要特征的“信息孤島”，導致出現了視頻監控規約復雜、信息雜亂和系統聯調困難等問題，給常規變電站運行埋下了隱患。而智能變電站輔助系統通過在遠程視頻監控終端和站內監控系統以及其他輔助系統之間，在設備操控、事故處理等方面建立協同聯動機制，并及時準確地跟蹤事故發生項點，將其遠程傳輸到集控中心，使集控中心運維人員在遠端實現對各輔助系統的操控，從而實現智能變電站的輔助電源一體化設計、一體化配置、一體化監控、遠程運行維護；實現輔助系統優化控制，對空調、風機、加熱器的遠程控制或與溫濕度控制器的智能聯動。

4 結語

總體而言，智能化變電站是常規變電站自動化技術改造的目標，其最大的特征在于一次設備的信息化、信息交互的標準化、運行控制的智能化、保護控制的協同化和分析決定的在線化。智能變電站的發展與應用對構建“堅強智能電網”有著至關重要的作用，并且可以預見的是隨著國家智能電網建設的逐步深入，常規變電站將被智能變電站所代替，而在此過程中作為電力部門要高度重視自動化、計算機技術、信息技術等方面人才的培養與引進，同時作為運維人員要進一步加強對智能電網相關知識與技能的學習，只有這樣國家智能電網建設才能得到更好更快的發展。

參考文獻

[1] 汪鵬，楊增力，等.智能化變電站與傳統變電站繼電保護的比較[J].湖北電力，2010，（34）.

[2] 郭皓，楊常青.維電保護在智能變電站的應用[J].城市建設，2010，（18）.

[3] 姚康，峗吉檐.試論變電站的數字化與智能化[J].中國電子商務，2010，（12）.

[4] 王丹，潘振波.500kV變電站智能化改造方案研究

[J].科技資訊，2010，（30）.

作者簡介：劉斯斯（1984-），女，湖北襄陽人，湖北省襄陽市襄陽供電公司調控中心監控班工程師，研究方向：電力調度。

（責任編輯：蔣建華）