淺談變電站智能化改造的優勢

[摘 要] 近幾年來，我國提出了建設堅強智能電網的電網發展模式。智能變電站的建設是智能電網的重要組成部分，變電站的智能化是電網智能化的基礎。實現變電站智能化主要由兩部分組成，一是建設智能化變電站，二是通過變電站的智能化改造把已經運行的常規變電站改造成為智能變電站。

[關鍵詞] 變電站；智能化；改造；經濟運行

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2016. 21. 054

[中圖分類號] F273 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2016）21- 0113- 01

隨著我國經濟取得了飛速的發展，全球經濟形勢和能源發展格局的變化，使得清潔能源、可持續發展、節能環保、低碳經濟成為世界關注的焦點。電網作為資源優化配置的主要載體，對促進能源開發、提高能源利用效率、優化調整能源消費結構至關重要。依靠現代信息、通信、傳感和控制技術，提高電網智能化水平，轉變電力發展方式，充分發揮電網資源優化配置作用，已經成為我國能源和電力行業發展的必由之路。常規變電站存在著設備之間不具備互操作性、信息難以共享、系統的可靠性受到電磁干擾等、使得現有變電站的運行不能很好的滿足社會生產和生活的要求；另一方面，智能電網可靠、穩定、安全經濟的運行目標也對現有變電站提出了更高的要求。

胡錦濤總書記在2010 年中國工程院、中國科學院院士大會上提出“構建覆蓋城鄉的可靠、高效、智能的電網體系”，2010年3月，國務院總理溫家寶在《政府工作報告》中正式提出“加強智能電網建設”，電網的智能化建設符合我國電力發展的要求，是我國電網發展的必然趨勢。在智能電網建設的六個部分中，變電站的智能化建設起著重要的作用，而變電站智能化改造將貫穿智能變電站建設的始終。目前我國大部分地方110kV 變電站自動化水平不高，站內設備陳舊，站容站貌差。2008 年的南方雪災中，曾調研了湖南、廣西、云南三省變電站設備的運行情況，在我國的中西部地區很多110kV 變電站依然存在少油斷路器，以及一些手動刀閘。通過變電站智能化改造，可以降低變電站設備的操作次數和減少檢修工作量，提高設備運行的可靠性，提升運行管理水平。

根據國家電網公司建設統一堅強智能電網的戰略目標，把常規變電站經過智能化改造成為具有數字化、網絡化、標準化、互動化等自動化程度較高的智能變電站。由于當前存在大量的常規變電站，智能化變電站的建設中重要的一部分是把常規變電站智能化改造為智能變電站。因此，常規變電站智能化改造在智能電網建設中占據著重要的內容地位。

國家電網公司在建設堅強智能電網的智能變電環節中，提出建設智能變電站的目標。一般認為，智能變電站是以數字化變電站為依托，通過采用先進的傳感器、電子、信息、通信、控制、智能分析軟件等技術，建立全站所有信息采集、傳輸、分析、處理的數字化統一應用平臺，實現變電站的自動控制運行、設備狀態檢修、運行狀態自適應、提高管理和運行維護水平。智能變電站中二次設備和一次設備之間用光纖代替了電纜、用電子式互感器代替了傳統互感器、將傳統一次設備改為智能一次設備，并且增加了合并單元與智能接口。與傳統變電站相比，其結構設計緊湊、布局更加合理，占地面積小。使用價格低、質量輕的光纖，減少了有色金屬的使用，有利于環保和節能。為了延長設備使用壽命，提高安全可靠性以及運行維護水平，對設備進行了壽命周期管理。智能變電站吸收了數字化變電站的優點，以數字化變電站為技術體系架構為基礎，實現了一次設備智能化、二次設備網絡化、信息交互標準化、運行控制自動化、設備的狀態檢修、經濟運行與優化控制和智能告警等功能。

（1）智能化的一次設備是未來智能變電站的重要組成部分。光電技術的應用使其可以實現在線監測、智能控制、數字化接口等智能化功能。

（2）可靠、實時、高效的網絡體系是通信系統的關鍵之一。二次設備的網絡化解決了變電站自動化系統內部以及其他系統之間的信息交換。

（3）智能變電站內從過程層到控制中心均采用統一的IEC 61850 規約進行信息交互。變電站內各種設備的信息建模在IEC 61850 規約框架下進行，實現變電站內、外的信息交互和共享。

（4）配有用于監測系統主設備的傳感器，采集主設備的各種運行狀態特征量，為狀態檢修提供數據，從而實現設備的狀態檢修。

（5）如果變電站內主設備發生異常和故障，系統根據已經設定好的參數，對主保護進行保護動作，并記錄下該時期發生的時間和情況，提供狀態分析報告，給出故障原因及處理意見。

（6）實現優化控制和經濟運行，從全網的角度對對電網無功裝置進行協調優化控制，提高電壓合格率、改善電能質量、實現降低網損、達到系統安全經濟運行和優化控制的目的。

智能變電站能完成比常規變電站范圍更寬、層次更深、結構更復雜的信息采集和信息處理，變電站內、站與調度、站與站之間、站與大用戶和分布式電源的互動能力更強，更加方便快捷的信息融合和交換，更加可靠靈活的控制方式。適應了工業化要求中易改造、易擴展、易升級、維護方便的要求。