智能變電站的系統(tǒng)構成及技術應用研究

摘 要：隨著智能技術的興起，傳統(tǒng)的變電站也逐步向智能化方向發(fā)展，本文從智能變電站的系統(tǒng)構成和技術層次出發(fā)，介紹了與智能變電站相關的幾種新興技術，并對未來智能變電站的技術發(fā)展進行了展望。

關鍵詞：智能技術 變電站 系統(tǒng)構成 技術發(fā)展趨勢

中圖分類號：TM2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）10（a）-0123-01

1 智能變電站的系統(tǒng)構成

與傳統(tǒng)變電站不同，智能變電站是廣泛采用現(xiàn)代通信技術的新型變電站。智能變電站具有以下三個技術特點，一是應用先進的傳感技術以及網(wǎng)絡通信和IEC61850標準等，實現(xiàn)采集、傳輸、執(zhí)行三個環(huán)節(jié)過程的數(shù)字化，實現(xiàn)設備間的相互操作性，解決常規(guī)變電站中信息不統(tǒng)一、管理隨意性大等問題。二是通過采用新技術、新設備及信息融合等方法，來實現(xiàn)順序控制、智能告警、狀態(tài)檢修和遠程控制等一系列高級應用功能。三是變電站自動化系統(tǒng)可以分為站控層、間隔層和過程層等三個層次，如圖1所示。

2 智能變電站的相關技術

隨著電子通信技術和計算機技術的飛快發(fā)展，變電站智能化水平得到了進一步提高，變電站的電力系統(tǒng)也逐步把一些應用在其他領域的先進技術延伸出來。目前，智能變電站的新技術應用主要有以下幾個方面。

2.1 一次設備智能化

一次設備的智能化是智能變電站數(shù)據(jù)和信息采集的前提條件，從現(xiàn)有技術條件來看，一般可以采用一次設備本體與智能組件兩者結合的方式實現(xiàn)一次設備的智能化功能。從技術目標上來看，一次設備智能化要達到智能控制電力系統(tǒng)運行情況，同時可狀態(tài)檢修在線監(jiān)測和故障診斷的結果。以監(jiān)測為例，在線監(jiān)測對象主要包括氣體、變壓器或高抗油色譜/微水/油溫/氣體壓力/局放/鐵芯接地、低壓開關柜溫度/斷路器工作特性、斷路器工作特性、避雷器泄露電流/放電次數(shù)等等。智能化變電站通過配置統(tǒng)一狀態(tài)監(jiān)測后臺，采用離線與在線相結合，最大限度地采集設備運行的狀態(tài)信息，對站內(nèi)各類設備的狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)進行匯總、診斷與分析。

2.2 一體化信息平臺與高級功能應用

一體化信息平臺與高級功能應用成為智能變電站數(shù)字化的典型應用，這一平臺的目標是實現(xiàn)全站信息能夠有效融合，避免對同一數(shù)據(jù)進行重復采集，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺，以保證站內(nèi)穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)、動態(tài)和狀態(tài)信息的統(tǒng)一建模、統(tǒng)一接入、統(tǒng)一存儲、統(tǒng)一處理和統(tǒng)一展示。同時，通過這一平臺，可以也保證在系統(tǒng)內(nèi)部的高級應用子系統(tǒng)進行統(tǒng)一、規(guī)范化、標準化的數(shù)據(jù)存取和訪問。盡管一體化信息平臺在各種不同類型的智能化電站中的應用有所差異，但其高級功能應用體現(xiàn)了智能化的本質(zhì)特點。在目前的變電站的工程建設中可以根據(jù)現(xiàn)實要求實現(xiàn)其部分功能，那么對于現(xiàn)階段不需要開發(fā)的高級功能應用，則可以預留其功能接口。

2.3 一、二次設備功能優(yōu)化配置

智能變電站可以實現(xiàn)一、二次設備功能的優(yōu)化配置，其技術原理在于，智能變電站是采用數(shù)字信號傳輸傳統(tǒng)變電站模擬量和開關量信號，解決了傳統(tǒng)繼電保護和測控裝置接入的問題，使設備功能的集成優(yōu)化成為可能。這種優(yōu)化配置有兩個典型的表現(xiàn)：一是智能變電站建設采取全站保護和測控一體化設計，這樣便使得某些輔助控制功能（如備自投）可以取消專用裝置，轉而采用網(wǎng)絡分布式實現(xiàn)，這極大地提高了配置效率。二是對于過程層智能終端、合并單元，目前主要是進行獨立設置，可以通過兩者的一體化設計將其安裝于匯控柜或戶外端子箱中，這樣既能減少設備組網(wǎng)的接口，同時又能簡化屏柜的布置，便于節(jié)省空間。

2.4 智能輔助控制系統(tǒng)

除了一次、二次設備的智能化配置外，智能化變電站還普遍采用智能輔助設施，這是對變電站智能化的有效補充。智能輔助控制系統(tǒng)包括變電站安防、視頻監(jiān)控、人工照明、火災預警、智能巡檢、運行溫度監(jiān)測與調(diào)節(jié)等多種功能。從作用上來看，智能輔助控制系統(tǒng)主要有三個角色：第一，可以提高變電站運行時的安全性，滿足變電站集中控制及無人值班的要求。第二，提高變電站維護效率，能夠較為迅速地判斷問題所在，提高檢修的針對性。第三，通過實時接收站端視頻、環(huán)境數(shù)據(jù)、安全警衛(wèi)、人員出入、火災報警等各終端裝置上傳的信息，智能輔助系統(tǒng)可以分類存儲各類信息并進行分析、判斷，實現(xiàn)輔助系統(tǒng)管理和監(jiān)視控制功能。

2.5 站用電源系統(tǒng)

采用智能一體化電源系統(tǒng)是智能變電站的一大特色。這種電源系統(tǒng)通過其強大的集成功能，可以將電力專用UPS電源、電力專用逆變電源（INV）、直流控制電源和通信專用DC-DC變換器設計成一體化子系統(tǒng)，并通過統(tǒng)一的智能網(wǎng)絡平臺，實現(xiàn)變電站交流控制電源的集中供電和統(tǒng)一的監(jiān)控管理，進而實現(xiàn)在線的狀態(tài)檢測。這種站用電源系統(tǒng)實現(xiàn)了兩個共享：其一是共享直流操作電源的蓄電池組，取消傳統(tǒng)UPS和通信電源的蓄電池組和充電單元；其二是共享監(jiān)控單元，采用IEC61850統(tǒng)一與站控層交換信息，實現(xiàn)對交直流控制電源全參數(shù)透明化管理，建立專家智能管理系統(tǒng)。

參考文獻

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