有關(guān)智能變電站方面的淺談

王尊榮

[摘 要]智能電網(wǎng)的研究建設(shè)工作正在世界范圍內(nèi)逐漸展開(kāi)，智能變電站作為智能電網(wǎng)的基本組成單元，其研究建設(shè)工作也在一定范圍內(nèi)展開(kāi)試點(diǎn)。本文結(jié)合智能變電站的研究成果及發(fā)展概況，介紹了智能變電站的定義、技術(shù)原則、體系結(jié)構(gòu)內(nèi)容以及對(duì)今后智能變電站的試點(diǎn)建設(shè)中的一些問(wèn)題進(jìn)行了探討。

[關(guān)鍵詞]智能變電站；技術(shù)原則；體系結(jié)構(gòu)；組網(wǎng)方式

智能電網(wǎng)是當(dāng)今電力系統(tǒng)發(fā)展變革的最新方向，智能電網(wǎng)覆蓋電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度六大環(huán)節(jié)。智能變電站是其中的重要組成部分。在國(guó)家大力推動(dòng)智能電網(wǎng)發(fā)展的趨勢(shì)下，我國(guó)許多省市已經(jīng)開(kāi)始了智能變電站的試點(diǎn)工作，智能變電站取代傳統(tǒng)變電站是大勢(shì)所趨。因此，在建設(shè)智能變電站示范工程中開(kāi)展其理論體系和實(shí)現(xiàn)技術(shù)的進(jìn)一步探討研究，對(duì)加快智能變電站技術(shù)的推廣應(yīng)用和優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行方式都具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、智能變電站的淺析

1.智能變電站定義

智能變電站是指能夠采用先進(jìn)、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化，通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化，信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動(dòng)完成信息采集、測(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測(cè)等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)，在線(xiàn)分析決策，協(xié)同互動(dòng)等高級(jí)功能的變電站。

2.智能變電站主要技術(shù)原則

智能變電站是智能電網(wǎng)的重要組成部分，高可靠性的設(shè)備是變電站堅(jiān)強(qiáng)的基礎(chǔ)，綜合分析、自動(dòng)協(xié)同控制是變電站智能的關(guān)鍵，設(shè)備信息數(shù)字化、功能集成化、機(jī)構(gòu)緊湊化、檢修狀態(tài)化是發(fā)展方向，運(yùn)維高效化是最終目標(biāo)。 （1）智能變電站的通信網(wǎng)絡(luò)包含電網(wǎng)的實(shí)時(shí)同步運(yùn)行信息，保護(hù)信息、設(shè)備狀態(tài)、電能質(zhì)量等各種數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化信息模型，保證基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的完整性及一致性。 （2）智能變電站設(shè)備符合易擴(kuò)展、易升級(jí)、易改造、易維護(hù)的工業(yè)化應(yīng)用要求。 （3）能夠?qū)崿F(xiàn)變電站與調(diào)度、相鄰變電站、電源、用戶(hù)之間的系統(tǒng)互動(dòng)，支撐各級(jí)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 （4）能夠滿(mǎn)足變電站的集中控制、遠(yuǎn)程監(jiān)視、無(wú)人值班的要求。 （5）設(shè)計(jì)、建設(shè)、功能滿(mǎn)足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范要求。（6）宜建立站內(nèi)全景數(shù)據(jù)的統(tǒng)一信息平臺(tái)，供系統(tǒng)層各子系統(tǒng)統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范化存取訪(fǎng)問(wèn)以及和調(diào)度等其它系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化交互。 （7）遵守安全防護(hù)總體方案。

三、有關(guān)智能變電站發(fā)展技術(shù)探討

智能變電站是今后變電站試點(diǎn)建設(shè)的主要方向之一，但就某些方面還需要進(jìn)一步探討，并在智能變電站的試點(diǎn)建設(shè)中進(jìn)一步完善和改進(jìn)。

1.系統(tǒng)信息安全隱患及防范

由于傳統(tǒng)變電站的監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集（SCADA）系統(tǒng)和其他控制系統(tǒng)都是獨(dú)立系統(tǒng)，是廠(chǎng)家的專(zhuān)有產(chǎn)品，其安全性來(lái)自于獨(dú)立性以及專(zhuān)有性。而智能化變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)基于開(kāi)放、標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之上，所有的供應(yīng)商都可以開(kāi)發(fā)基于因特網(wǎng)的應(yīng)用程序來(lái)監(jiān)測(cè)、控制或遠(yuǎn)方診斷，從而可能導(dǎo)致計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的安全性降低。對(duì)于電力系統(tǒng)這樣一個(gè)要求高可靠性和安全穩(wěn)定性的系統(tǒng)而言，信息安全問(wèn)題尤其突出。隨著智能變電站的不斷推廣應(yīng)用，如何在技術(shù)上、管理上建立安全防線(xiàn)，打造一個(gè)安全可靠的運(yùn)行環(huán)境，保障智能變電站系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行成為當(dāng)前一項(xiàng)緊迫的任務(wù)。

2.站用電源智能化、一體化

一直以來(lái)，變電站站用電源分為交流電源系統(tǒng)、直流電源系統(tǒng)、UPS不間斷電源系統(tǒng)、通信電源系統(tǒng)，各子系統(tǒng)采用分散設(shè)計(jì)，獨(dú)立組屏，設(shè)備由不同的供應(yīng)商生產(chǎn)、安裝、調(diào)試，供電系統(tǒng)也分配不同的專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行管理。站用電源的分散設(shè)計(jì)與管理，存在著諸多問(wèn)題，難以實(shí)現(xiàn)變電站電源的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)管理，自動(dòng)化程度低，不能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享，無(wú)法進(jìn)行站用電源協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)、狀態(tài)檢修等深層次開(kāi)發(fā)應(yīng)用。針對(duì)站用電源的技術(shù)研究與產(chǎn)品創(chuàng)新相對(duì)滯后，傳統(tǒng)站用電源設(shè)計(jì)方案已難以適應(yīng)智能變電站發(fā)展的需要。需要針對(duì)性的提出站用交直流一體化的設(shè)計(jì)思路，以實(shí)現(xiàn)：第一、建立站用電源統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)智能平臺(tái)；第二、消除站用電源隱患；第三、提高站用電源管理水平；第四、進(jìn)行深層次開(kāi)發(fā)，提高站用電源安全與智能化水平，以標(biāo)準(zhǔn)格式接入當(dāng)?shù)刈詣?dòng)化系統(tǒng)，并上傳至遠(yuǎn)方控制中心。

站用交直流一體化電源系并不是對(duì)交流、直流電源系統(tǒng)的簡(jiǎn)單混裝，而是將站用交流電源系統(tǒng)、直流電源系統(tǒng)、逆變電源系統(tǒng)、通信電源系統(tǒng)統(tǒng)一設(shè)計(jì)、監(jiān)控、生產(chǎn)、調(diào)試、服務(wù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信、設(shè)計(jì)優(yōu)化、系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)方法，實(shí)現(xiàn)站用電源安全化、網(wǎng)絡(luò)智能化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)站用電源交鑰匙工程，實(shí)現(xiàn)效益最大化目標(biāo)。

3.變電設(shè)備狀態(tài)檢修系統(tǒng)

狀態(tài)檢修，即在設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，根據(jù)設(shè)備狀態(tài)和分析診斷結(jié)果安排檢修時(shí)間和項(xiàng)目，并主動(dòng)實(shí)施。變電設(shè)備狀態(tài)檢修主要功能有設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)、狀態(tài)分析、對(duì)策措施、建議與檢修計(jì)劃生成、故障診斷、安全性評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)管理以及相應(yīng)的管理制度等。變電設(shè)備狀態(tài)檢修是智能變電站的智能化體現(xiàn)之一。

變電設(shè)備狀態(tài)檢修包括變電一次和二次設(shè)備的檢修。在變電一次設(shè)備狀態(tài)檢修方面，就目前而言，特別是在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、數(shù)據(jù)的融合和判據(jù)效用等方面有待進(jìn)一步完善；在變電二次設(shè)備狀態(tài)檢修方面，主要是二次設(shè)備的電磁抗干擾監(jiān)測(cè)問(wèn)題。由于大量微電子元件、高集成電路在電氣二次設(shè)備中的廣泛應(yīng)用，電氣二次設(shè)備對(duì)電磁干擾越來(lái)越敏感。電磁波對(duì)二次設(shè)備干擾造成采樣信號(hào)失真、自動(dòng)裝置異常、保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)、甚至元件損壞。對(duì)二次設(shè)備進(jìn)行電磁兼容性考核試驗(yàn)與對(duì)不同廠(chǎng)站的干擾源、耦合途徑、敏感器件進(jìn)行監(jiān)測(cè)管理，是二次設(shè)備狀態(tài)檢修的一項(xiàng)重要工作，也是目前智能變電站的狀態(tài)檢修中需要解決的問(wèn)題之一。狀態(tài)檢修不僅僅是技術(shù)方面的工作，更多的是管理上的工作。

四、結(jié)語(yǔ)

本文在介紹了智能電網(wǎng)的概念與發(fā)展趨勢(shì)后，系統(tǒng)地闡述了智能變電站的定義、技術(shù)原則、體系結(jié)構(gòu)、與數(shù)字化變電站研究成果比較及組網(wǎng)方式，并提出個(gè)人對(duì)智能變電站發(fā)展中的一些問(wèn)題的認(rèn)識(shí)與思考。智能變電站作為智能電網(wǎng)的重要組成部分，是輸電網(wǎng)的重要節(jié)點(diǎn)與數(shù)據(jù)采集源頭，是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)和底層支撐點(diǎn)。目前，智能變電站的建設(shè)工作才剛剛開(kāi)始，需要開(kāi)展大量的研究與試點(diǎn)工作。在現(xiàn)階段，對(duì)其所遇到問(wèn)題的探討與對(duì)其優(yōu)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)同等重要。希望本文能對(duì)智能變電站的推廣及建設(shè)以及智能電網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)有積極的借鑒價(jià)值。