淺談智能變電站的特征及技術(shù)運(yùn)用

鄭 明 王未來(lái)

（蕭山供電局，浙江 杭州311200）

1 智能變電站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1．1 站控層

在智能變電站中，站控層能對(duì)整個(gè)智能變電站的運(yùn)行情況予以控制，故其占有非常重要的地位。我們所熟知的站控層一共由3個(gè)部分組成，分別是路由器、計(jì)算機(jī)以及人機(jī)交互設(shè)備。通常情況下，智能變電站中站控層的主要功能有：對(duì)變電站進(jìn)行一定程度上的監(jiān)測(cè)；對(duì)變電站進(jìn)行有效的控制；當(dāng)變電站發(fā)生一些異常事故時(shí)，站控層能夠針對(duì)此事故發(fā)出及時(shí)警報(bào)。站控層的3個(gè)組成部分中，人機(jī)交互設(shè)備以及計(jì)算機(jī)所起到的主要作用就是對(duì)變電站中電能可能發(fā)生的異常予以記錄，并及時(shí)處理，然后將所處理的結(jié)果向遠(yuǎn)程控制中心進(jìn)行反饋。

1．2 間隔層

在智能變電站中，間隔層設(shè)備起到的主要作用就是采集、匯總本間隔過(guò)程層的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，與此同時(shí)，間隔層還是處于設(shè)備層以及站控層之間的一種中間設(shè)備層。我們所熟知的間隔層主要由3部分組成，分別是測(cè)控設(shè)備單元、母線保護(hù)設(shè)備以及繼電器。一般情況下，智能變電站中間隔層起到的作用有3方面，分別是監(jiān)控作用、連接作用以及保護(hù)作用。電能在進(jìn)行轉(zhuǎn)換的時(shí)候會(huì)經(jīng)過(guò)間隔層，此時(shí)其所產(chǎn)生的一些信息就會(huì)被間隔層中的監(jiān)控單元予以記錄，然后被傳輸入站控層中。間隔層具備的主要功能有：實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)、實(shí)現(xiàn)操作閉鎖以及檢測(cè)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障。相對(duì)于站控層以及設(shè)備層而言，間隔層的設(shè)備以及元器件具有非常高的復(fù)雜性。在智能變電站中，間隔層的主要功能就是在電能傳輸過(guò)程中起到監(jiān)控以及保護(hù)作用。

1．3 設(shè)備層

從設(shè)備層的本質(zhì)來(lái)看，其就是電能的接收設(shè)備以及攝入設(shè)備。在智能變電站中，設(shè)備層主要由就地控制柜（LCP）以及一次設(shè)備組成，而這2部分中又存在著諸多設(shè)備，其中最為重要的便是電流互感器、高壓帶電顯示閉鎖裝置以及復(fù)合傳感器等。在智能變電站中主要應(yīng)用Rogowski電流互感器，其通過(guò)其環(huán)形磁線，可以在高阻抗環(huán)境下實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓的測(cè)量和信號(hào)輸出的數(shù)字化。而高壓帶電顯示閉鎖裝置的主要作用是對(duì)高壓電路進(jìn)行一定程度的檢測(cè)，以此來(lái)判別高壓電路是否帶電。

2 智能變電站的應(yīng)用特征

2．1 運(yùn)用終端控制系統(tǒng)

在智能變電站中，終端控制系統(tǒng)具有非常重要的意義，我們可以認(rèn)為，如果給變電站引入終端控制系統(tǒng)，就好比給變電站安上一個(gè)智慧的大腦。這樣一來(lái)，終端控制系統(tǒng)可以對(duì)電能在變電站中的運(yùn)行狀況進(jìn)行充分的考慮，并據(jù)此及時(shí)對(duì)其做出有效的判斷與處理，在一定程度上能減少因突發(fā)事故處理不當(dāng)或不及時(shí)造成的變電站故障和輸變電事故。

2．2 采取分級(jí)控制技術(shù)

在智能變電站的站控層、間隔層以及設(shè)備層中都安裝了對(duì)應(yīng)的分級(jí)控制設(shè)備，這些設(shè)備具備一定的處理能力以及智能控制能力。這樣一來(lái)，智能變電站中的站控層、間隔層以及設(shè)備層都具備了相對(duì)獨(dú)立的分級(jí)調(diào)控功能，有效減輕與緩解了中央處理設(shè)備的負(fù)荷，在很大程度上提高了設(shè)備的工作效率，并使?jié)撛诘陌踩L(fēng)險(xiǎn)因分級(jí)調(diào)控而分散和降低。

2．3 發(fā)揮光纖技術(shù)作用

在智能變電站中引入光纖技術(shù)，有效促進(jìn)了智能變電站中各控制層局域網(wǎng)管理功能的實(shí)現(xiàn)。光纖技術(shù)能對(duì)信息的傳播起到促進(jìn)作用，就算是在一次設(shè)備層以及二次設(shè)備層到變電站的控制中心之間，信息也能非常通暢自由地傳播。除此之外，各個(gè)層級(jí)之間相關(guān)數(shù)據(jù)的傳輸也具有較高的穩(wěn)定性與可靠性。光纖技術(shù)的有效利用，使得智能變電站具備了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)數(shù)字技術(shù)，能夠極大地監(jiān)控以及管理電能，使監(jiān)控以及管理設(shè)備更為集成化，在一定的區(qū)域內(nèi)就能有效完成對(duì)相關(guān)設(shè)備的配置。因此，光纖技術(shù)的應(yīng)用，能夠在很大程度上節(jié)約設(shè)備所需的占地空間，將施工周期有效縮短，有效保證設(shè)備在預(yù)定時(shí)間內(nèi)進(jìn)入工作狀態(tài)。

2．4 智能控制

變電站之所以能夠?qū)崿F(xiàn)智能化，最主要的原因就是變電站中的相關(guān)設(shè)備具備非常高的智能性。因此，在對(duì)控制設(shè)備進(jìn)行選擇時(shí)，一定要滿足相關(guān)的智能化要求。光電技術(shù)在變電站中逐漸被運(yùn)用起來(lái)能夠極大地吻合智能化的相關(guān)要求。將光電技術(shù)運(yùn)用進(jìn)變電站一次控制設(shè)備中能夠促使一次控制設(shè)備逐漸成為一種微型的地理信息系統(tǒng)（GIS）；而在二次設(shè)備中添加有自動(dòng)控制功能和漏電閉鎖功能的智能電流互感器和高壓電流閉鎖裝置，有效解決了小故障不易排查的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了局部設(shè)備無(wú)人職守。這樣，在整個(gè)智能變電站中就有效實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力設(shè)備和電能傳輸?shù)木植可踔寥值闹悄芸刂啤?/p>

3 智能變電站的技術(shù)運(yùn)用

3．1 硬件集成技術(shù)

在智能變電站中，硬件的集成主要是指變電站內(nèi)一次控制設(shè)備與二次控制設(shè)備之間的集成，它包含了智能變電站中的多個(gè)元件，主要有變壓器、輸配電線路、開(kāi)關(guān)設(shè)備及各種相關(guān)的配套設(shè)備、新型柔性電氣裝置等電力系統(tǒng)的各種一次設(shè)備，還有保護(hù)、控制以及狀態(tài)診斷等相關(guān)的智能化二次設(shè)備。當(dāng)智能變電站中的相關(guān)設(shè)備逐漸實(shí)現(xiàn)集成智能化，那么變電站中的電網(wǎng)將具備自我診斷、控制以及保護(hù)等功能，與此同時(shí)，這種硬件集成技術(shù)在面對(duì)整個(gè)系統(tǒng)時(shí)，其數(shù)字化以及標(biāo)準(zhǔn)化信息接口可一同并入變電站電網(wǎng)，然后根據(jù)不同的情況發(fā)揮著不同的作用與功能。

3．2 軟件構(gòu)件技術(shù)

在智能變電站中，軟件構(gòu)件技術(shù)包含多方面的內(nèi)容，主要有：（1）在以太網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上的智能裝置，其還有另外一種稱號(hào)就是即插即用技術(shù)；（2）當(dāng)智能裝置模型發(fā)生一定程度變化時(shí)的系統(tǒng)自適應(yīng)和系統(tǒng)模型重構(gòu)技術(shù)。

3．3 分布式電源控制技術(shù)

當(dāng)下，很多新型能源被廣泛應(yīng)用，尤其是以風(fēng)能以及太陽(yáng)能為主的新型能源受到人民群眾的廣泛好評(píng)以及國(guó)家的大力提倡。但是這些能夠被運(yùn)用起來(lái)的新型能源大都處于我國(guó)比較偏遠(yuǎn)的地區(qū)，并且分布也較分散，同時(shí)這些新型的能源在很大程度上還受到一些自然因素的影響與制約，能量波動(dòng)比較明顯。如果將這些新型的能源運(yùn)用來(lái)發(fā)電，那么其就會(huì)呈現(xiàn)出顯著的間歇性特征。針對(duì)這種情況，在智能變電站中引入了分布式電源控制技術(shù)，同時(shí)還發(fā)展了對(duì)應(yīng)的柔性并網(wǎng)技術(shù)，從而對(duì)這些能源進(jìn)行有效的實(shí)時(shí)監(jiān)控、功率預(yù)測(cè)，并做到靈活控制，以盡量減輕間歇性電源對(duì)電網(wǎng)的沖擊和影響，提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、可靠性與穩(wěn)定性。

4 結(jié)語(yǔ)

智能變電站作為一種能夠?qū)崿F(xiàn)信息采集、傳輸、處理、計(jì)量自動(dòng)化以及信息輸出自動(dòng)化的綜合數(shù)字化系統(tǒng)，在變電站的實(shí)踐應(yīng)用工作中有著不容小覷的優(yōu)勢(shì)?？梢哉f(shuō)，智能變電站已成為當(dāng)前及未來(lái)變電站建設(shè)的主流發(fā)展方向，必須予以重視。深入研究智能變電站的基本特征及其應(yīng)用的相關(guān)技術(shù)，對(duì)提高智能變電站的工作質(zhì)量與水平有著十分重要的意義。

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