基于智能電網的變電運行研究

國網江蘇省電力有限公司宿遷供電分公司 秦 浩 陳 偉

1 引言

近年來，我國電力行業不斷發展進步，并且電網的發展與互聯網相互銜接，呈現出智能化的新趨勢。隨著社會的不斷發展，對電力行業技術以及使用能源的需求量也在不斷提升，只有不斷尋求創新發展才能適應電力行業高速發展的要求，才能適應行業發展的新趨勢。通過不斷提高電工等級，擴大電網規模，智能電網在這個過程當中得到了有效的發展，維護了電網運行的安全與穩定，提高了電力運輸的效率，使變電運行管理模式實現了優化。

2 智能變電站的基本特點

2.1 智能變電站的優勢

圖1 智能電網

智能化變電站推行數字集約化控制模式，在數據采集整理以及傳遞運輸和數據應用控制等多個階段得到了很好的執行，完善了智能電網的要求。實現的主要形式基于“數字化變電站”及其高級應用，注重可靠、安全、高級互動功能[1]。不同的設施設備可以實現互通操作，完成電氣設備的檢修任務，隨著數字智能化的推進，各項工作都變得簡便起來，工作效率大幅度提升，也能夠完成需要原本耗時耗力難度較大的工作，整體呈現出更加高水平的狀態，極大地推進了我國變電站的發展，縮短了與國際社會之間的發展差距，擁有了邁進國際前列的實力和底氣，是我國科學技術發展的又一有力佐證。

2.2 智能電網的詳細特點

智能電網內部運行的設備擁有一定的自我判斷和自我問題處置的能力，可以積極響應降低事故影響；智能電網具有優化能效能力，要求多種資源即插即用，以穩定、環保、高效、經濟等作為目標[2]；預測危險因素和事故隱患；加快事故反應速度；快速恢復正常運行狀態。

2.3 智能電網的高級功能

智能電網具有高級分析能力，通過智能化設備輔助決策階層，理解當前的電網運行情況，提供決策佐證；并且通過智能計算得出最優化數據模型，幫助進行決策。以往在進行重要決策時，主要依賴人工計算，而人力勞動則會受到較多因素的影響，如長時間工作會導致工作效率低下，從而影響到決斷的正確性和果斷性。而智能化計算則避免了這一部分的困擾，不管連續工作運轉多長時間，都不會對其準確度產生影響。

2.4 應用智能輔助系統

建立變電站智能輔助系統綜合監控平臺，設備監控不中斷可24小時維護電網運行的穩定與安全，在線處理突發事故。變電站集中管理、集中診斷，管理水平提高，管理效果更加突出，管理效率提高，實現資源共享。同時，通信自動化技術能夠更好地完成既定規劃，實現更加高水平的控制管理。

3 變電運行研究

3.1 常規站的變電運行管理模式

常規站的變電運行管理模式要求每個崗位都需要配備獨有的班組，處理突發事故需要兩個以上的班組同時工作，才可以處理好事故，監控室內要有聯系工作人員，一個班組的成員人數不可以少于3人，班組之間實行三班倒的值班制度，這樣變電運行管理模式在面對突發事故的過程中，能夠有很快的反應速度，同時更加可靠，工作人員對于現場的情況比較熟悉。但是該管理模式對于工作人員數量要求較多，如果變電站的數量成倍的增長，那么需要的工作人員也將成倍的增長，并且對于專業工作人員的需求量會出現較大的缺口，加重了人員負擔和人工成本。而且參與到同一工作中的人員越多，工作效率實際越低，特別是變電運行管理是一項要求較高的工作，需要精確指揮和精準操作，這個時候并不適合過多的人員參與，對于管理效果的提高反而形成拖累。

3.2 集中監控站的變電運行管理模式

集中監控站是由監控中心負責監控職能，根據變電站所處的位置劃分區域，設立專門的操作隊來負責專門的變電運行管理工作。集中監控站管理模式包括以下三種：監控與操作運行一體化的管理模式、監控與操作管理分化的管理模式、監控管理區域化的管理模式，三種管理模式各有側重，監控與操作運行一體化的管理模式較為適合數量不多的變電站進行集中控制管理。

而將監控職能與操作職能分化管理的模式，則更加方便進行變電站內的工作職能的劃分和工作職責的分配，工作人員的數量可以得到很好的控制，不一定在變電站數量增加的同時，需要增加工作人員的數量，也就是說能夠以較少的人手做好較多的工作量。這樣來說更加適合在大規模的變電站管理下，實現人員的精簡配置，優化人力資源管理，減少人工成本[3]。

監控管理區域化管理模式，不僅大幅度縮短了命令的傳達時間，事故的應對速度也得到了較大的提升，但是就目前國內的電網調度模式來看，并不太適合應用該種管理模式。國內的大環境不適合該管理模式大范圍推廣，要適應該模式，還有很長一段路要走。

3.3 一鍵順控技術

一鍵順控技術主要是通過運用自動控制器，進行自動狀態識別，改變了傳統的人工確認斷路器來操控的方式，改為使用新型計算機智能斷路的方式，根據狀態自動生成操作，而且在啟動速度方面實現了一鍵啟動。一鍵順控改造工程是電力公司實現智能電網，以及改造智能變電站的重點建設項目，以往煩瑣的手工操作流程被化繁為簡，由后臺計算機進行測控，利用后臺計算機選擇狀態進行切換，足不出戶即可完成目標狀態的切換。在監控室當中，5s 內可以完成目標狀態的選擇，3s 內即可完成設置，7s 內執行完畢回到待運行狀態。整個反應過程迅速，操作效率提高，有了更加充分的檢修時間，也為電力傳輸提供了更加安全的保障。因具有高速完成指令的特性，與智能變電站的要求不謀而合，這也成了這樣的技術和管理模式目前極受歡迎的根本原因。

4 基于智能電網對變電運行提出的要求

隨著互聯網科技和信息技術的不斷創新發展，智能電網已經逐漸成為電力行業新的發展趨勢。智能電網融合了先進的傳感測量和自動化控制技術以及信息通信技術等，實現了通信技術的高度集中，同時與電氣基礎設備實現了更加緊密地連接，但是智能電網在發展過程中，對于變電運行管理模式有了更高的要求[4]。高科技的發展過程當中，越來越多的使用無人化以及智能化的管理模式，監控系統和遠程遙控工作站運行成了主流，監控系統更加集中以及可視化，使監控人員的工作量大幅度的減少，在解放人手勞動力的過程當中，又提高了工作效率和工作的精準度。無人值班變電站發揮出了絕大的優勢，減少了人力管理成本的同時還能夠創造更加多的收入效應，工作人員的績效以及薪酬標準都得到了提高。

智能電網對于故障的反應速度較為迅捷，在故障發生后，能夠在極短的時間內恢復正常運行，同時具有較強的分析能力，在恢復正常運行的同時能夠分析出引發故障的基本原因，同時還可以對有可能發生的事故進行猜測，提前做好防護措施以應對多種突發情況。當故障發生之時，能夠及時做出反應并且處理障礙，減少故障對電網的影響。

智能電網還具有較強的統籌規劃能力，可以幫助工作人員進行科學的決策，實現高效的功能判斷。智能電網具有可視化，能夠為工作人員提供操作的判斷和分析依據，幫助作出合理的決策。

監控系統隨著智能電網的發展得到了創新發展，遠程操控工作站運行也更加的便利和安全，監督作用得到了非常充分地發揮，幫助變電站進行安全生產，能夠按時的完成生產目標，同時還能夠遵循變電運行的安全制度，將有可能發生的風險及時做好控制和處理。工作人員在現場發現電氣設備的安全隱患之后，需要通過計劃來協調停止電力傳輸的時間，并且給予時間用于設備檢修，但是當調度和檢修完成一體化管理之后，工作流程得到了簡化，工作效率大幅度的提升，對于電氣設備的安全使用來說也有了更加強有力的保障，有效推進智能電網的全面發展。

圖2 變電智能電網功能

5 基于智能電網的變電運行管理分析

目前，電網逐漸朝著智能化方向轉變，并且在采用集中監控的變電運行管理模式當中，體現出較強的適配性和使用價值。在智能電網時代，實現了通信技術的高度發展和信息的高度集中，成為集中監控的強有力的技術支持，不再依賴于人工監控，而是更多的采用自動化和無人監控的方式，極大地提高了工作的效率，同時工作效果也得到了大幅度的提升。

在常規模式下，如果發生故障，首先由工作人員通知檢修任務，然后再進行檢修計劃的安排，以及后續的檢修情況跟進等，處理一個故障需要花費較多的時間，導致電力設備在這過程中得不到及時的處理，有可能對電網的整體安全造成極大的威脅。如果能夠在發現設備故障的同時，就將其交給專業的設備檢修工作人員來進行維護，可以減少設備處于不良運行狀態的時間，對于設備的使用壽命來說也是維護的好方法，設備的運行效率也不會受到較大的影響，對于工作人員來說，不必要的工作量得到了減少，在人員分工安排方面，更加的精簡。

監控中心發出調度指令，操作人員接收指令并執行，監控中心遙控操作一次設備，二次設備操作通過調度指令安排給操作隊，完成設備現場操作，方式比較傳統。智能電網大范圍采用調控一體的運行管理模式，將調度和監控中心的有關職能進行合并，調度人員完全負責所有的變電運行操作，既能夠發放指令又能實現遙控操作，減少了中間的多余環節，反應速度和工作效率均有較大提升。

電氣設備的維護和檢修則由專業的檢修人員來負責，檢修隊伍由原來的操作人員以及維修隊伍和自動化隊伍組建而成。調控一體化的變電運行管理模式能夠減少崗位上的工作人員的數量，實現了工作內容的精簡以及工作效率的提高，同時工作過程當中的安全性也得到了更好的保障。在遇到突發事故和故障的過程中，能夠更加快速地進行反應，特別適合異常緊急事故的處理。由于該模式融合了調度與變電運行兩方面的內容，因此對工作人員的專業素質提出了更高的要求，所有的電氣設備的維護人員都需要聽從調度人員的指令，所以在調度人員的專業素質培養方面也要不斷提升，電力系統采取該模式后的反應速度得到了較大的提高，這也是行業簡便創新管理模式的積極影響。

6 結語

目前，我國正在不斷地尋求朝著智能電網過渡的方式和方法，電網不斷地朝著現代化、智能化的方向發展。本文通過分析得知，實行集中監控可以更好地實施變電運行管理，未來在智能電網發展的趨勢下，采用調控一體化的管理模式將成為主流，相對應的工作人員的技能水平也需要不斷地提高，才能更好地落實全新的變電運行管理模式。