智能變電站自動化系統一體化技術探討

陳曉彤

摘要：近年來，社會發展帶動了電力能源需求量的上升，為了實現電網的有效控制，合理調配電力資源，我國逐步開展了智能化電網的建設工作。智能變電站作為當今電網的關鍵組成部分，其智能化及自動化水平直接影響到智能電網的實際應用效果。本文簡要分析了我國智能變電站的建設、研究現狀及智能變電站的常見問題，并提出了相對有效的解決措施。

關鍵詞：智能化；變電站；自動化系統；一體化技術

引言：

隨著世界各國對于智能電網的認可程度不斷提高，絕大多數國家均把提高智能電網的智能化水平視為發展的基礎。我國的智能電網于2011年正式進入研究設計階段，其發展速度較為迅速，未來勢必會實現全面覆蓋。在這一背景之下，加強智能變電站自動化系統一體化技術的研究具有一定的現實意義。

一、我國智能變電站的現狀

信息技術的廣泛應用為實現智能變電站提供了契機。近十幾年，智能變電站先后經歷了三次大規模的變革升級。由于受到技術手段限制，地方經濟發展規劃的影響，現有智能變電站的普及率較低，大多數地區依然處于試點使用的狀態，并沒有進行大規模的推廣，大部分變電站自動化系統依然不具備智能化的特征。

二、智能變電站所面臨的主要問題

（一）技術問題

隨著我國智能變電站研究的不斷深入，其技術層面所暴露出的問題主要集中在以下幾點：一是智能自動化水平不成熟。智能變電站包含了大量的先進技術，但是很多技術我國目前不具備獨立研發的能力，還要引進國外的研究成果，這在一定程度上阻礙了智能變電站的發展。二是二次設備多。二次設備是變電站的關鍵組成部分，與常規變電站相比，智能變電站應用的二次設備的種類和數量都多出高幾倍，這無疑提高了變電站的整體復雜性，也同時降低了站內運行的可靠性[2]。三是生產能力差。現階段，我國能夠獨立研發生產智能變電站裝置的企業較少，大部分企業的生產技術水平不滿足實際應用，無法與歐美等國家的產品相媲美。由此可見，如何加強設備研發領域的深入，破解技術屏障就成為了各個企業必須去面對的問題。四是缺少統一標準。推廣智能變電站前期，相關部門沒有根據我國的實際情況及時制定完善的智能變電站技術規范和管理標準，在技術匱乏，檢測手段單一的環境下，嚴重影響了相應設計工作的順利開展，更導致設計質量參差不齊。五是功能研發缺少創新型。智能變電站的先進化特征決定了其成為一個多功能的綜合體，針對變電站的功能開發工作自然成為了研發工作的重點。但在技術水平尚不成熟的條件下，功能研發的效果也不盡人意，更不能滿足實際需求。

（二）設計問題

智能變電站設計存在以下幾個方面問題：一是二次設備一體化設計方面的問題。由于現階段國內缺少智能站的相關新版設計規范，進而在開展智能變電站二次設備一體化設計時只能從常規站設計中參考經驗，勢必會產生技術不兼容的情況，導致無法實際投用。二是二次系統的設計問題。不同類型的變電站在二次系統設計方面存在明顯的差異，因而以往的設計經驗已無法再次應用。三是線路鋪設問題。智能變電站在結構上與常規變電站存在差異，因而線路的鋪設也勢必存在區別，傳統的線路鋪設設計及經驗顯然不能滿足智能變電站的實際需求。四是不可預見性問題。不可預見性問題指的是無法有效控制的問題，其直接決定了智能變電站的運行效率及使用壽命。

（三）安裝調試問題

智能變電站的安裝、調試及檢測工作對于工作人員的專業性提出了全新的要求，操作過程中必須使用專用的檢修工具，一般的用戶很難獨立完成，這也增加了變電站生產企業的工作壓力。此外，智能站的復雜特征決定了參與調試維護的工作人員需要具備更高的專業素質，這無疑增加用戶的人員成本。

（四）運維管理問題

智能變電站的運維管理更是不能忽視的問題：一是運維人員業務水平有待提升。一般情況下，運維人員不會直接參與到智能站的前期建設工作當中，這導致運維人員對智能站的整體結構不夠了解，在實際工作的過程中不能及時準確的找到設備故障發生原因及其影響范圍，最終導致處理結果存在一定的風險性。二是虛端子規范性不足。傳統變電站微機保護測控裝置通過端子排間的電纜連接方式來實現一二次設備間的相互配合，智能變電站的出現則改變了這一設計，運用光纖和網絡傳輸的方式實現自動控制功能。而虛端子設計模型沒有規范的標準，不同廠家的定義方式不同且不透明，導致現場調試人員要經過反復測試才能保證裝置虛端子連接的正確性，大大降低了工作效率。三是“三層兩網”中交換機的影響。由于智能變電站網絡化設計，站內應用了大量的工業交換機，交換機的裝置異常、流量問題、通訊問題及延時等問題，都將造成大面積的網絡故障，從而嚴重影響設備間的數據傳輸。四是組網方式的影響。智能變電站過程層“點對點”直采直跳的保護組網方式，保護裝置與合并單元連接，雖然不依賴交換機進行數據轉發，但是裝置光口數量增多，接線復雜，同一時間的通信壓力驟增，該方式下最大的問題是不能實現數據共享，增加了設備運維和故障分析的難度。

三、智能變電站自動化系統一體化技術的發展原則

在實現智能變電站一體化技術研究時，相關研究人員需要堅持以下幾點發展原則：一是標準化原則。智能變電站自動化系統一體化技術需要在標準層面進行嚴格的控制，用戶需要確保其滿足現行的規范及標準，如IEC61850等。用戶需要及時查詢相關標準的更新及制定情況，便于更新設計方案。二是規范化原則。在開展設計工作時，用戶需要堅持分散式的設計原則，并根據設計對象的不同采取不同的設計理念，最終實現一次設備和二次設備的有效融合。用戶不斷優化網絡設計，建立區域保護和監控系統。三是一體化原則。用戶進行結構設計時，要堅持一體化的設計原則，將諸多原本具有一定獨立性的設備裝置融合在一起，實現真正意義上的一體化，最大程度的提高運行效率。目前這一設計原則已經被多數權威機構認定為智能變電站的未來發展趨勢。

四、結語

綜合來看，盡管我國智能變電站自動化系統一體化技術發展迅速，但其存在的問題同樣不可忽視。相關從業人員應不斷加強技術研發水平，積極攻克技術難題，堅持階段化發展的理念，逐步加快自動化系統一體化技術的升級，最終實現我國智能變電站的不斷發展。

參考文獻

[1]王琳，權憲軍，劉海波，等.智能變電站自動化系統一體化技術探討[J]. 供用電，2016，33（7）：61-65.

[2]楊文曉，郭燕.智能變電站自動化系統一體化技術探討[J].山東工業技術，2017（3）：131-131.

[3]彭錦.智能變電站自動化系統一體化技術探討[J].環球市場，2017（24）.

（作者單位：國網北京朝陽供電公司）