智能變電站建設關鍵技術應用分析

韓東偉 河南送變電建設有限公司

智能變電站是基于大數據人工智能技術的發展，采用的是先進的測量、控制技術，可靠的信息技術和手段，通過對運行數據信息的采集、控制和集成，對變電站自動進行動態監測和實時調節并能進行在線分析判斷、決策等。總的來說，就是集數據采集、分析判斷進行決策并對設備調節，通過完善的信息平臺和科學化的理論建模完成電壓等級變換、電壓的調整，并滿足工作及生產活動所需電能的輸送、分配控制及電能的流向。智能型變電站具有通訊信息數字化、通訊接口標準化、信息共享標準化的特征，符合智能電網的發展趨勢。

一、智能變電站相關概述

智能變電站由兩部分組成，即信息平臺與智能高壓設備。其中，智能高壓設備有電子式互感器與智能變壓器等多種，對于智能變壓器，它和控制系統通過通信光纖直接相連，能實時采集變壓器運行參數。如果運行方式改變，則設備能以系統電壓和功率為依據確定是否對分接頭進行調節；如果設備產生問題，則能立即發出預警，同時提供相應的狀態數據，以此在很大程度上減少運行管理方面的成本，避免安全隱患的產生，保證設備運行的安全性與可靠性。對于高壓開關設備，主要是指性能極高的控制與開關設備，并配備了執行裝置、電子設備與傳感器，能實現診斷與監測。對于電子式互感器，它主要指的是磁光玻璃與光纖傳感器，能克服老實互感器各方面缺陷。信息平臺主要有兩方面功能，第一方面為對信息進行共享，即為管理系統不同上層應用進行信息采集，第二方面為使縱向信息實現標準化，可為不同上層應用提供可靠的信息支撐。所謂智能，實際上就是人性化，簡單來說就是使變電站做成有人調節那樣，如果低壓負荷量明顯增加，則變電站將送出負荷增加負荷量要求的電量，而如果低壓負荷量明顯減少，則變電站可以送出的實際電量將減少，以實現節省能源的目標。

二、智能變電站建設關鍵技術應用

（一）通訊接口標準化

智能變電站采用保護系統與設備監控系統統一組網，直接采集、直接傳輸的方式。監測控制系統與測量保護系統都統一進行規劃設計、統籌考慮，站用信息統一共享。實際上監控后臺采集主要的保護動作及重要的告警信號即可滿足變電站運行人員監視的需要，其他繼電保護人員關心的更詳細的保護信息，可以通過保護故障錄波裝置以數據網方式上傳至相關調度端。在變電站設計中，應根據運行參數和調度員的要求，對計算機監測控制系統所需的數據信息量進行優化、分析、篩選。

（二）電子式互感器

互感器在變電站中具有很重要的作用，其為二次設備提供基礎數據，是一次系統與二次系統的關鍵節點。傳統的電磁式互感器不僅精度低且有較大損耗。電子式互感器按照測量原理的不同基本可以分為兩個分支，一類是電光效應互感器，另一類是半常規式互感器。目前應用較為廣泛的是利用光纖傳感技術和光電子技術，來實現高精度的測量。

（三）自動化控制技術

實現智能變電站自動化系統無人值守的優勢，通過遠程監測，實行自動調度，保障智能變電站自動化系統安全高效的運行。在智能變電站自動化系統工程的實施過程中，為了解決信息分布所調度集中應用性能不足的難題，變電站采用的電網分布式應用有效的解決了該問題，并且優化了電網布局以及控制性能。智能變電站自動化系統的施工，有效地實現了智能變電站自動化系統中主、從站應用之間的優差互補。在智能變電站自動化系統運行過程中，運行管理系統起著非常重要的作用，對電力運行系統中數據的統計、數據的分析操作、自動化的分流操作都有很大的幫助。

（四）智能在線監測

第一，變電站要求調度側能全面掌握變電站的實際運行情況，所以增加了站用變、直流系統的重要饋線開關狀態、圖像監視及安全報警系統、火災報警系統。第二，智能變電站系統軟件工作平臺推薦采用UNIX操作系統；UNIX 操作系統的特點是可靠性高、擴充能力強、開放性好、網絡功能強，具有強大的數據庫支持功能，該系統具有良好的用戶界面，系統的可操作性很強，并且具有良好的開發環境和完善的系統統計功能。具有增強的系統安全機制，備份功能完善，系統結構清晰，具有強穩定性，為大多數變電站自動化監控系統的操作系統。第三，系統功能。監控系統負責實現對變電站的可靠性、合理性等功能，并具備遙測、遙信、遙調、遙控全部的遠動功能和時鐘同步功能，具有與調度通信中心交換信息的能力。

（五）繼電保護技術

繼電保護裝置繼電保護裝置對實時可靠性要求高。保護通過SV 報文接收電流、電壓信號，應直接采樣：保護通過GOOSE 報文實現裝置之間狀態和跳合閘命令信息傳遞，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，對于啟失靈、閉重信號等間隔層設備間信號可采用GOOSE 網絡傳輸。保護裝置通過MMS 報文與站控站層設備直接通信，保護裝置的功能投退和出口連接片均采用軟連接片，軟連接片支持遙控。應該注意的是智能終端檢修壓板投入，則智能終端上傳的所有信息均帶Test 的品質位。那么線路故障時，保護裝置發送動作信息給智能終端，智能終端雖然接收到保護動作信息，但不做處理，相當于傳統變電站的開關拒動。

三、結語

綜上所述，在當前的智能變電站當中，已經廣泛普及了自動化控制，通過自動化控制的引入，能有效減小系統運行故障發生率，保證系統運行安全性與穩定性，并減少成本，降低工作強度，變電站智能化發展推動了我國變電事業的進步。