智能變電站新技術(shù)的研究與應(yīng)用

引言：本文主要研究智能變電站新技術(shù)，同時對其相關(guān)技術(shù)進行應(yīng)用性分析，闡述了目前智能變電站里的新型設(shè)備和相關(guān)的技術(shù)，并對相關(guān)的建設(shè)方案提出了一些意見，隨著變電站內(nèi)智能化程度的提高，導(dǎo)致了主控室面積和設(shè)備的數(shù)量之間的矛盾越突出，論文中列舉了故障錄波與網(wǎng)絡(luò)分析功能整合、合并單元與智能終端設(shè)備整合，并且對可行性分析和設(shè)備整合提供了相關(guān)的依據(jù)。

當(dāng)前，低碳節(jié)能，可持續(xù)的發(fā)展已成為世界各國關(guān)注的焦點[1]，隨著時代信息化的加強，利用信息技術(shù)可以更大限度的開發(fā)電網(wǎng)體系的能源利用效率。因此，通過數(shù)字化信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將能源開發(fā)、輸送、存儲、發(fā)電、輸電、配電、供電、售電、服務(wù)以及蓄能與能源終端用戶的各種電氣電網(wǎng)設(shè)備連接在一起，通過智能化進行精確供能、互助供能、互補供能和對應(yīng)供能，使能源的利用效率達到最大化，同時使環(huán)境的污染程度降到最低，使用戶的成本和投資效益達到一個合理的狀態(tài)，以上就是對智能電網(wǎng)進行的一個構(gòu)思[2]。""""一、智能變電站的概念""""智能變電站的主要特點是先進、集成、低碳、可靠、環(huán)保，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，具有自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要對電網(wǎng)實時自動控制、智能調(diào)控、在線分析和協(xié)同互動等高級功能的變電站。智能變電站和常規(guī)變電站相比較，它能夠完成范圍更寬、層次更深、結(jié)果更加的復(fù)雜的信息采集和信息處理，同時，智能變電站內(nèi)，站與站之間等互動性更強，信息交換更加快捷，操控手段也更加的靈活，智能變電站的主要技術(shù)特征包括信息數(shù)字化、結(jié)構(gòu)緊湊化、功能集成化、狀態(tài)可視化等，該特征符合易升級、擴展、維護和改造的應(yīng)用要求。智能變電站的發(fā)展目標(biāo)是為了實現(xiàn)電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)的實時共享和對數(shù)據(jù)進行全面的采集，同時支持電網(wǎng)的各類高級的應(yīng)用。智能變電站對智能電網(wǎng)的支撐作用主要體現(xiàn)在一下幾個方面：可靠性、信息化、數(shù)字化、自動化、互動化、資源整合等等。""""二。智能變電站發(fā)展現(xiàn)狀""""1、國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀""""近幾年來，隨著對我國IEC618_50標(biāo)準(zhǔn)電子式互感器技術(shù)進行地深入研究，智能化變電站技術(shù)在實際工程中也不斷的被應(yīng)用個。例如：自從2006年翠峰110KV變電站完成我國第一個完整意義上的數(shù)字化變電站以來，全國各省幾乎都全部的完成了數(shù)字化變電站的試點工作，從而，為智能化變電扎的發(fā)展奠定了一定的技術(shù)基礎(chǔ)。在“十一五期間”，電力行業(yè)一直高度密切地關(guān)注著電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展動態(tài)，重視各種新技術(shù)的研究與應(yīng)用，在2009年提出了建立統(tǒng)一智能電網(wǎng)的堅定目標(biāo)，2010年，對試點項目進行了擴展，新建了47座智能變電站、改造了25座智能變電站，覆蓋了所有電壓等級、變電站型式、不同的環(huán)境條件。國內(nèi)智能變電站技術(shù)的研究與應(yīng)用日趨發(fā)展，發(fā)展范圍遍布全國，發(fā)展速度也變得迅猛。""""2、國外發(fā)展現(xiàn)狀"""""目前，隨著電網(wǎng)時代的全球化，世界各國也開始啟動智能電網(wǎng)建設(shè)，設(shè)立了相應(yīng)的電網(wǎng)建設(shè)目標(biāo)，但因各國處于不同的地區(qū)，經(jīng)濟發(fā)達程度也存在差異，所以各自的電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略也有所不同。例如，美國將重點建設(shè)通信技術(shù)和智能控制技術(shù)，著重于用戶的參與和互動;歐洲重點發(fā)展再生能源的介入和跨國互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展;日本主要致力于電網(wǎng)的建設(shè)，從而逐步實現(xiàn)中壓路線的自動控制和實時測量;韓國則主要致力于智能電網(wǎng)綜合試點項目的建設(shè)。由此，可以看出，國內(nèi)外智能電網(wǎng)建設(shè)之間也是存在一定的差異的，國外首先是發(fā)展配電網(wǎng)和電源端，然后才是輸變電環(huán)節(jié)，在國家電網(wǎng)公司對多外電網(wǎng)建設(shè)的持續(xù)追蹤過程中，各國開始對新能源、智能電表等進行推廣，因此，自能變電站的建設(shè)相對滯后。

三、智能變電站技術(shù)及其技術(shù)應(yīng)用研究""""1、智能變電站一次設(shè)備智能化"""（1）互感器智能化措施""""目前智能化變電站主要有三種，一是智能化一次設(shè)備、二是網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備、三是基于站控層的高級應(yīng)用。電子互感式或常規(guī)一次設(shè)備智能組件能很好地實現(xiàn)一次設(shè)備智能化，智能組件主要包括智能檢測組件和智能終端，考慮到目前智能變電站的實際情況和運行的管理方式，一般是采用智能檢測組件與智能終端分柜安裝的形式，兩套系統(tǒng)在站控層面共享數(shù)據(jù)。電子式電流互感器從原理上區(qū)分有基于羅科夫斯基線圈的互感器（簡稱羅氏互感器）和基于法拉第磁旋光效應(yīng)的互感器（簡稱光學(xué)互感器）。電子式互感器有兩種，一種是基于電阻或電容分壓原理，另一種是基于Pockels效應(yīng)。電子互感器的分類如圖2-1所示：光學(xué)電子互感器利用法拉第磁光效應(yīng)，其傳感頭[4]采用本身絕緣的全光纖或者磁光玻璃，當(dāng)一束偏振光通過置身于磁場中的磁光材料時，線偏振光的偏振面會線性地隨著平行于光學(xué)方向的磁場的大小發(fā)生旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度為0.光學(xué)電子式互感器的原理如圖2-2所示：光學(xué)互感器因掛網(wǎng)運行時間，國家電網(wǎng)公司一般不推薦使用，羅氏線圈電子式互感器在國內(nèi)試點工程中采用比較多。

（2）一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測方案""""一次設(shè)備智能化除了互感器智能化外，針對變壓器、電抗器、斷路器、GIS、電容器設(shè)備等一次設(shè)備進行在線監(jiān)測，也是只能變電站的重要技術(shù)之一。"""""2、智能變電站二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化"""（1）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方""""目前的智能變電站自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)方案[5]按照三層設(shè)備（站控層、間隔層、過程層），二級網(wǎng)格（站控層、過程層）結(jié)構(gòu)式組織。""""四、結(jié)語""""近些年來，智能變電站新技術(shù)的應(yīng)用逐漸增多，相對于傳統(tǒng)型變電站不管是在一次設(shè)備還是二次設(shè)備，都發(fā)生了許多智能化的改變，比如，新的工藝、技術(shù)、思想在這些設(shè)備上得到了充分地體現(xiàn)，同時，電力設(shè)計工作也有了巨大的改變，例如，相比以前的傳統(tǒng)變電，現(xiàn)在的智能變電站增加了智能化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖、智能設(shè)備連接的虛端子圖等等。智能化技術(shù)的完善和發(fā)展，使發(fā)電站變得更加的可靠、穩(wěn)定、經(jīng)濟。

參考文獻

[1]康重慶，陳啟鑫，夏清.低碳電力技術(shù)的研究展望[J].電網(wǎng)技術(shù)，2009，"33（2）："1-7.

[2]陳樹勇，宋書芳，李蘭欣等.智能電網(wǎng)技術(shù)綜述[J].電網(wǎng)技術(shù)，2009，"33（8）："1-7.

[3]吳俊勇，智能電網(wǎng)綜述[J]，電力電了，2010（2）：60-64.

（作者單位：國網(wǎng)山西省電力公司技能培訓(xùn)中心）