智能變電站及技術特點分析

錢正佳

江蘇金智科技股份有限公司

智能變電站能實現了先進可靠和集成環保的智能設備，從而實現了全站的信息數字化以及信息通信的平臺以及信息的共享發展的標準化的基本設計和要求。從而建立了信息的采集和控制保護等計量的標準和基本的功能體系，同時還能根據具體的需要建立持續的電網控制以及智能調節和分析決策等具有擴展功能的變電站。

1 智能變電站的內涵及系統結構

1.1 內涵

從技術層面上來講，智能變電站以數字化變電站的技術體系為其發展基礎，同時具有自動化、信息化、互動化等特點。信息化是通過數字形式對電網的對象、構造、特性和變電站的動態數據進行清晰表達，實現各種數據的高效采集和運輸自動化主要通過高效的信息采集和傳播技術，保證智能電網的自動運行、控制的順利實現。自動化主要依靠先進、高效的信息采集和運輸技術，保證智能電網內各系統的自動運行。互動化則是通過信息的交換以及溝通，實現電力系統內部環節的協調發展與組織。

1.2 系統結構

智能變電站系統由站控層、間隔層以及設備層三部分組成，通過光纜實現三者間的聯系。

1.2.1 站控層。站控層的功能大致等同于計算機監控系統的站控層，主要通過間隔層與光纖來進行通信。該層由人機設備、站級計算機、路由器、服務器等設備組成。在站控層，變電站的遠程控制、變電站實時情況的監測、操作閉鎖、記錄以及自動診斷等功能都是在該層來實現的。

1.2.2 間隔層。間隔層由繼電保護設備、監測設備等組成，通過光纖的形式與設備層進行通信。間隔層的母線大都采用分散安裝的形式，為了保護間隔層，我們通常會嚴格按照間隔來裝設雙重化的母線，并通過母線和光纖來保護中心單元的連接。

1.2.3 設備層。設備層主要由智能化的一次設備組成，主要包括斷路器、隔離開關、接地開關、羅果夫斯基TA、復合傳感器、分壓型VD以及信息處理接口等。在眾多的智能設備中，羅果夫斯基TA、分壓型VD與復合傳感器技術的應用是設備層智能化的關鍵。

2智能變電站技術特點

2.1 智能變電站的分層體系結構

智能變電站系統分為過程層、間隔層、站控層三個層次體系。過程層包含由一次設備和智能組件構成的智能設備、合并單元和智能終端，促進了變電站的電能分配、變換、傳輸及其測量、控制、保護、計量、狀態監測等相關功能的實現。根據國網相關導則、規范的要求，保護應直接采樣，對于單間隔的保護應直接跳閘，涉及多間隔的保護宜直接跳閘。智能組件是靈活配置的物理設備，可包含測量單元、控制單元、保護單元、計量單元、狀態監測單元中的一個或幾個。間隔層設備一般指繼電保護裝置、測控裝置、故障錄波等二次設備，由此實現了間隔數據的使用以及相關設備功能的實現。也就是建立了與遠方輸入/輸出、智能傳感器和控制器等設備的通信體系。智能變電站的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，實現對變電站中的信息數據測量和控制，實現了數據的采集和監控、操作閉鎖以及同步相量采集、電能量采集、保護信息管理等相關功能。

2.2 智能一次設備

高壓設備是電網的基本單元，高壓設備智能化是智能電網的重要組成部分，也是區別傳統電網的主要標志之一。利用傳感器對關鍵設備的運行狀況進行實時監控、進而實現電網設備可觀測、可控制和自動化是智能設備的核心任務和目標。《高壓開關設備智能化技術條件》、《油浸式電力變壓器智能化技術條件》對一次設備智能化做了相關規定。在滿足相關標準要求的情況下，可進行功能一體化設計，包括以下三個方面：智能一次設備將傳感器或/和執行器與高壓設備或其部件進行一體化設計，以達到特定的監測或/和控制目的；智能變電站中的一次設備將互感器與變壓器、斷路器等高壓設備進行一體化設計，以減少變電站占地面積；智能變電站中的一次設備還能在智能組件中，將相關測量、控制、計量、監測、保護進行一體化融合設計，實現智能變電站中的一、二次設備的融合。

2.3 智能設備與順序控制

智能變電站在相應設備實現智能化、科學化的高壓設備操作過程中，宜采用順序控制的方式，從而能有效滿足無人值班及區域監控中心站管理模式的要求；同時還可接收執行監控中心、調度中心和當地后臺系統發出的控制指令，建立了監控中心和調節中心的信息溝通模式，并經安全校核正確后自動完成符合相關運行方式變化要求的設備控制，從而能使智能化變電站自動生成不同形式的的主接線以及不同的運行方式狀態下的的典型操作票；建立自動投退保護軟壓板；當設備出現緊急缺陷時，具備急停功能。

2.4 智能變電站應實現的拓展功能

智能變電站應實現的高級應用功能包括：設備狀態監測、基于多信息融合技術的綜合故障診斷、防誤功能擴展應用、智能告警及事故信息綜合分析決策、智能操作票系統等。智能變電站設備首先應實現廣泛的在線監測體系功能的構建，從而建立更為穩定可行的設備運行的狀態。智能變電站的發展中，可通過對電網運行狀態進行有效的數據獲取、各種智能電子裝置的故障和動作信息及信號同路狀態等的搜集和數據的獲取建立了較為完善的信息監測體系。從而能建立具有全面發展和經濟效益并行的監測管理體系。

結束語

智能電網發展的關鍵基礎是智能變電站，也是電力系統能夠良好發展的關鍵環節，并且是變電站最具前景的發展方向。因而不斷的完善以及加快智能化的步伐，變電站的質量和速度才能不斷的提高，這樣才能保障人們日常生活和生產對電力的要求，電力系統能夠提供出更完善的服務質量，提升其社會和經濟效益。由于我國仍處于智能變電站的發展階段，有很多不穩定因素需要面對和解決。因而不斷的加大智能化技術的發展和研究，不斷地采用先進的技術，才能提升變電站的智能化水平。

[1]徐磊.智能化變電站的技術特點與網絡架構[J].產業與科技論壇，2011(22).

[2]陳俊夫，李勇泉，陳慧婷.智能變電站通訊技術的特點[J].科技與生活，2012(18).