智能變電站發展與未來

馬浩雍

（沈陽市遼中區第一私立高級中學，遼寧 沈陽 110000）

目前，我國的電力部門有多種發電方式。智能化系統的出現，將各種發電方式有效整合到一起，不同能源轉換成的電能，在智能系統的輔助下，順利接入大電網。各地區的電力輸送效率明顯提升，電力部門在資源整合工作上進步很大。可以看出，智能化是目前電網發展的主要研究方向。

1 簡要介紹

（1）概念。智能區別于傳統的人工操作，其信息采集、數據傳輸等過程都是依靠先進的技術和自動化程度較高的設備完成。將智能系統運用到變電站當中時，電網調度、分析決策等多項事宜都可以在網上完成。不同地區變電站能夠實現信息共享，且在智能化系統的輔助下，信息傳輸的安全得到保證。變電站的工作效率明顯提升，電網處于綠色、高效的環境之下。

（2）系統發展歷程。通過對我國變電站的了解，筆者最終將電力系統的發展歸結為以下2個方面：變電技術的發展。電能在我國的運用可追溯到上個世紀，發展初期晶體管等分立元件被運用到電力系統當中，利用相應技術可將晶體管冗余到模擬線路當中，這對電網的合理規劃起到很好的促進作用。在科技的不斷發展之下，微處理器被運用到電網系統當中，此時的電網已經初步具備智能化的雛形，在微處理裝置的輔助下，電網可以自動檢查故障的位置，并通過分析故障原因提供合理的解決方案。集成化、高效化成為現代變電站的顯著特征，每個系統相互獨立卻又有機的統一在一起，電網監測和故障排查工作聯系緊密，當監測到電力系統故障時，智能系統將快速隔離故障位置，確保其他部分的電力傳輸正常穩定運行。

功能結構的發展。在不斷完善之下，變電系統的功能逐漸增多，在傳統保護功能的基礎上，新增診斷、電壓控制等功能。目前我國變電站中，最常用的結構形式包括以下幾類：集中式。即設置一個終端管理系統，通過計算機、通信等多種技術將各項控制工作集成到一起。此種結構只需要一個較小的集成電路，所占空間較小，結構緊湊。但不能將各系統的工作分離開來，當某個系統故障，其它系統也會受到影響，安全程度較低；在集中式的基礎上，融入分散結構。將測控單元、保護裝置分散安裝，避免兩者相互影響，進而提升電網運行的安全性；分散式。此種結構將各類裝置分散開來，通過智能系統實現信息互通，開關、母線等都有相互獨立的單元，其通信過程由串行接口實現。此結構的安全程度較高，且不需要繁瑣的人工操作。

（3）現存問題。現階段，我國電網的智能化還在探索階段，其還有較大的發展空間，其問題主要包括以下2點：兼容性不高。智能化系統用到的很多零部件，是由不同廠家生產，在沒有統一標準的情況下，零件組合到一起可能會出現不兼容的情況，這會嚴重阻礙正常的信息傳輸過程；為出臺標準化的政策，很多廠家和電力部門在溝通時觀點不能達到一致，生產出的系統部件不能滿足電網需求。

2 優勢概述

對于傳統的變電站，融入智能系統的電網具備自動采集數據，傳輸信息等能力，并且能夠實時監測電網的運行情況，自動調整內部電壓，保證電網穩定運行。其優勢主要表現為：各類系統非常先進，集成化程度高；設備精密，且美觀牢固，具有較長的壽命。此外，智能系統該表現出如下更好的技術優勢。

（1）精確化程度高。智能變電站可以使用各種光電變壓器來克服傳統變壓器的缺點。靈敏性明顯增強，傳感裝置的整體性能得到優化，可用于高速遙感和遙測系統，如保護和監測。提高測量精度，保證準確率。

（2）實現自動化。智能即為自動化，是指在沒有人工看護的情況下，系統能夠根據電網的實際情況，作出簡單的反應。自動化系統通常和檢測系統的工作是同步的，監測裝置將電網的實時運行數據向控制終端傳輸，智能終端通過分析確定電網的實際情況，并根據分析結果向各系統下達相應的調節指令。電網系統在指令的指導下，完成相應的調節轉換過程。從數據采集到系統轉換，此過程并不需要工作人員手動操作。

（3）提高電網穩定性。目前我國對電能的需求量呈現出連年增長的趨勢，為滿足人們更高的需求，電力部門將電網的容量不斷增加。同時為保證電能傳輸過程的安全穩定，又新增很多功率承載元件，電力元件的增加使得電力系統產生大量諧波，諧波的存在會降低電能傳輸的穩定性。在此情況下，智能系統應運而生，有效消減諧波的同時保證電能傳輸的質量。

（4）通信質量提升。變電站管理過程中融入智能系統，將測量、分析和控制過程集中到一起，系統間的信息傳遞非常通暢，且將傳統信息傳輸的滯后性缺陷徹底解決。系統能夠分析電力傳輸的實時情況，自動選擇最適合的通信通道，保證各個模塊之間的信息傳遞準確、高效，且傳輸過程不會受到外界電磁波的干擾，信息很少會出現失真現象。

（5）實時監控。智能變電站具有對主電網實時監測，同時收集運行信息，將信息向存儲單元和控制終端傳遞的功能。為優化電能傳輸質量和設備操作提供有力的數據支撐，并可監控電網運行中的每個節點。分析和處理實時發現的故障，并將故障檢修過程記錄下來，為以后的檢修工作提供參考。

（6）兼容性強。隨著電能需求量的逐漸增加，風力、太陽能發電技術逐漸成熟，其提供的電能也被接入大電網中，這就要求電網具有較強的兼容性。智能系統的出現，很好地解決了這一問題，其能夠平衡廠商、電廠和用戶間的關系，同時將各類電網保持在相對平衡的狀態，電網的兼容性明顯增強。

3 發展及前景

（1）發展現狀。在傳統變電站的基礎上，融入智能系統，使得現代電網的穩定性明顯提升。與其他行業相比，智能變電站非常適應我國現階段的電力部門發展，因此其推廣過程十分順利。智能電網與傳統電網的區別主要體現在以下幾方面：設備智能。用于電網運行的某些設備，其內部安裝有智能芯片，可對電力系統出現的某些故障做出簡單的反應。當自身反應機制不能應對故障時，設備會自動斷電，處于待機狀態，將電力企業的經濟損失降到最低；信息傳輸及時。此過程主要依賴于強大的通信技術，如光纖通信。地區間各變電站之間信息互通，能夠實現對電力資源的最優化調度，避免電能浪費；狀態監測。監測過程是由各種傳感裝置完成的，如電壓、電流等傳感器，設備和電能傳輸的狀態處于實時監測之下，工作人員可根據監測數據預測可能發生的故障，從而有針對性地采取防護措施，減少故障發生的頻次。

（2）前景分析。在信息技術快速發展的現代社會中，變電站的智能化改造是電力系統發展的必然趨勢。基于對現階段電網運行的考察，筆者對變電站未來的發展方向做出以下預測：集成化。傳統的機電保護器只包括相應的集成電路。未來，計算機技術將被集成到集成電路中。在測控過程中，計算機會將各項數據記錄下來，整理后傳輸到相應的存儲單元。當電網某一部位的運行出現故障時，計算機可充當信息交流的媒介，及時向控制終端反饋故障情況，這對縮短故障維修時間有很大的促進作用。此外，在相關技術的相互配合下，能夠實現對故障的預測，減少電網故障頻率，進而降低維修成本。

在智能電網的不斷發展之下，我國已經認識到產品標準化、規范化的重要性，并且已經開始著手完善相應的技術規范和標準。相信在對零部件型號、規格等的嚴格規范下，系統組裝后兼容性會有很大提升，電網運行的穩定性、流暢性會大大增加。

4 結語

綜上所述，是對變電站智能化的相關介紹，首先對其定義和系統發展歷程進行介紹，其次總結了當前智能電網的優勢，最后分析了變電站未來的發展方向。從中可以看出智能化在變電站管理中發揮的重要作用。在傳感器、通信等多種技術的共同輔助下，人工操作明顯減少，數據記錄、系統更換等過程誤差率降低。