試析智能變電站的設計及其應用

摘 要：文章將闡述作為未來智能電網主要發展方向的智能變電站的概念，介紹智能變電站的體系結構，通過與普通變電站的比較說明智能變電站的優勢，分析智能變電站的設計及相應的功能，以及在應用中需注意的問題。

關鍵詞：智能變電站；設計結構；應用

引言

時代在發展，社會在進步，科學技術已成為發展的主力軍。作為電力發展的主要方向智能電網技術是當下社會人們關注的焦點。而智能電網未來的發展目標又是智能變電站，因此，智能變電站的重要性就不言而喻了。文章就智能變電站的概念及結構體系，與傳統變電站進行比較，說明其應用特點，介紹智能變電站的應用功能，同時分析智能變電站的設計，還有設計智能變電站應注意的問題，為電網更加安全，穩定發展奠定堅實的技術基礎。

1 智能變電站的概念

智能變電站以綠色、節能、環保、高效為建設原則，選用先進的智能設備，采用集成化管理，通過信息數據化、通信平臺網絡化、信息共享標準化建設，可以自動完成信息采集、整理、分析、傳輸等功能，極大地提升了變電站的工作質量和效率。此外，智能變電站還可以實現電網的實時自動調節、輔助決策、協同互動等高級功能，能夠變換不同等級的電壓，并對電壓進行調整以達到所需標準，是當今電力系統發展的主要對象。

2 智能變電站體系結構

通常來說，智能變電站的系統分為三個部分：站控層、間隔層、過程層。

站控層：站控層包含自動化系統、站域控制系統、通信系統、對時系統等子系統，可以同時完成多個設備，甚至全站的測量和控制任務，并自主進行數據采集和監控處理，實現同步相量采集、電能量采集、保護信息管理等相關功能。建設站控層要做到功能高度集中，可以使用一臺或多臺計算機來執行任務。智能變電站設備的檢測與信息的交換，控制等功能都能夠在這層實現。

間隔層：間隔層是個過渡層，它處于站控層與過程層之間，所以它既有站控層的優點，也具有過程層的優點。它會搜集數據并整合處理數據，將處理好的數據，匯報給過程層，同時控制監測本身及過程層的設備，能夠連貫整個網絡的通信，提高整體工作效率，起到承上啟下的過渡作用。從而很好的保護和控制通信設備。

過程層：過程層主要是一次設備和智能組件。這些設備和組件組成了智能變電站中的設備和終端，通過設備和終端實現變電站電能分配、變換、傳輸及其測量、控制、保護、計量、狀態監測等相關功能。

3 和常規的變電站相比，智能變電站存在的優勢

普遍來說，常規的變電站存在以下幾個問題：

（1）傳統的變電站沒有經過精心處理，所以數據雜亂無章，信息量很大，但是沒有規律可言，數據的格式和信息的模型常常是匹配不上的，造成數據資源的浪費。（2）傳統的變電站追求獨立性，從而出現多個網絡共存的現象，造成信息之間沒有交集，過于分散，不能夠實時共享，發揮信息的有效性。（3）傳統變電站具有停滯性，無法將信息進行實時收集控制與計算，造成信息失去時效性。

通過與常規的變電站做對比我們能夠發現，智能變電站在間隔層和站控層方面沒有太多的變化，僅僅是設備和網絡接口發生了變化。主要的變化發生在過程層，電子式互感器、智能化一次設備、合并單元等替代了傳統的電流、電壓互感器、一次設備以及連接的電纜。具體優勢如下：

（1）智能化的一次設備。一體化設計能夠減少元器件的占地面積，增加有效利用空間。一體化設計不能盲目進行，要考慮設備的功能和經濟性。常見的一體化設計如傳感器和高壓設備一體化可以實現特定的檢測或控制，互感器、變壓器與斷路器的一體化設計可以實現特定的線路控制。在智能組件中，將相關測量、控制、計量、監測、保護進行一體化融合設計，實現一、二次設備的融合。將傳統變電站復雜的電回路進行簡化，靈活運用各種新型技術。

（2）網絡化的二次設備。利用現代網絡科技技術，將智能變電站的二次設備有機聯系起來，發揮信息的有效性與時效性，實現各設備間的數據傳輸與資源共享，建立通暢的傳輸高速通道。

4 智能變電站的主要技術應用

4.1 監測設備狀態的應用

在智能變電站中，能夠對電網運行產生的數據、各種裝置的故障、信號的回路狀態等進行獲取，并對獲取到的信息進行信息融合。信息融合是指將得到的信息進行分析整理，從而得到有效的信息。

4.2 防誤功能的應用

智能變電系統在常規的防誤閉鎖上新增了防誤閉邏輯鎖。監控中心通過接收到的命令對遠動工作站進行操作實現保護設備和后臺邏輯閉鎖，進而管理開關、刀閘等設備。

4.3 智能警告和事故分析的應用

前文提到智能變電系統中安裝了智能警告和事故分析決策系統，即對故障警告信息進行提取、判斷和處理。當出現事故時，智能變電站能夠自動感應出，于是會出現警告的小窗口，而且警告信號因重要性不同，會有不同等級的顏色，智能系統會自動檢測應發出信號的顏色，將警告的內容，原因等反饋在窗口頁面上對從業人員進行提醒。

4.4 保護控制協同化的作用

（1）在變電站內基本的控制與保護手段保留的前提下，建設站域保護，其要求是：保證繼電保護的四性原則、主/后備原則、近/遠后備原則。站域保護宜全方位地綜合利用全站信息來提高保護性能，且適應變電站的各種運行方式和變電站分階段建設的模式。站域保護實現全站的快速且有選擇性的后備保護。（2）綜合利用FACTS、變壓器調壓、無功補償設備投切等手段，將在站內和站間收集處理的信息進行高速傳輸，控制和優化站間設備，使整體系統高速有效的發展運行。

5 智能變電系統在應用中應注意的問題

智能變電系統的應用無疑是使變電站的運行效率得到了很大的保障，但是就安全性而言，還需要注意一下幾點：

（1）為了避免一些不必要的意外，應該對智能變電站的設備進行檢測，一旦出現有安全隱患的設備就應該立即處理，同時還要做安全防備，對設備進行隔離處理后，才能進行智能變電站的檢修工作。（2）工作票自動管理系統必須能夠在接受調度員的安排下，自動地生成相關內容，并且可以和順序控制步驟相互監控。確保實施步驟的合理性。（3）對站內的主要設備通過在線監控和實時分析診斷進行監測。如果信息一體化與監控系統同處一個平臺，就會嚴重妨礙站內其他設備的運行效果，所以要求信息一體化必須具有獨立性，且應該規范數據的搜集、訪問等。（4）智能化一次設備的研究。由于我國對智能化一次設備的認識和研究比較晚，所以國內目前能夠提供智能化一次設備的廠家很少，這對智能變電站的發展來說是個客觀存在的難題。要想發展智能變電站，就必須解決這個問題。因為智能一次設備是智能變電站的基礎部分，沒有它，智能變電站就不存在。所以，引進國外的智能化一次設備，以及學習研究一次設備成為我國智能變電站發展工作的重中之重。

6 結束語

綜上所述，我們對于智能變電站有了一定的認識，也能了解它對于我國電力發展的重要性。國家應該重視智能變電站的發展，但同時，也應該注意整個電力系統的運營方向，不要一味地鄙棄傳統變電站，追求新技術的智能變電站，統籌兼顧，貫穿社會整體資源，選擇一條科學、持續的路發展。相關人員應深刻認識到自身不足，不斷學習探索，創造出我國智能變電站的輝煌。

參考文獻

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