智能變電站：智能電網(wǎng)的核心支撐

文 Article_周鳳珍 寇寶剛 圖 Pictures_孫家寬

智能變電站是智能電網(wǎng)的支撐節(jié)點，是智能電網(wǎng)建設(shè)的核心內(nèi)容之一。我省智能變電站建設(shè)在研發(fā)、設(shè)計、施工、運行管理等方面大力科研攻關(guān)，勇于探索，取得了突出業(yè)績，許昌興國寺智能變電站成為國家智能變電站綜合標(biāo)準(zhǔn)化試點。

智能變電站，變電技術(shù)的變革

從傳統(tǒng)變電站到智能變電站，是一場變電技術(shù)的革命，它經(jīng)歷了數(shù)字化的蛻變，實現(xiàn)了智能化的突破。許昌220千伏興國寺智能變電站站長宋庭會說，傳統(tǒng)變電站電流互感器二次側(cè)不能開路，電壓互感器二次側(cè)不能短路。即便有這樣的鐵律，過去仍然經(jīng)常發(fā)生因為互感器二次側(cè)不當(dāng)操作引發(fā)的人身和設(shè)備安全事故。20世紀(jì)90年代以來，傳統(tǒng)變電站經(jīng)歷了數(shù)字變電站、智能變電站和新一代智能變電站的技術(shù)變革，如今困擾電力系統(tǒng)多年的問題終于得到了徹底解決。特別是國家電網(wǎng)公司提出建設(shè)堅強智能電網(wǎng)建設(shè)以來，智能變電技術(shù)更是得到了飛速發(fā)展，我國引領(lǐng)了國際智能變電站技術(shù)發(fā)展的新方向。

智能變電站是采用先進(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、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護(hù)、計量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能的變電站。體現(xiàn)了集成一體化、信息標(biāo)準(zhǔn)化、協(xié)同互動化的特征。智能變電站是變電站整體技術(shù)的跨越和未來變電站發(fā)展的方向。

智能變電站是智能電網(wǎng)的支撐節(jié)點，是智能電網(wǎng)建設(shè)的核心內(nèi)容之一，對于引領(lǐng)智能電網(wǎng)發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步具有關(guān)鍵性作用。智能變電站作為堅強智能電網(wǎng)建設(shè)中實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)換和控制的核心平臺之一，是智能電網(wǎng)的重要組成部分，也是實現(xiàn)風(fēng)能、太陽能等新能源接入電網(wǎng)的重要支撐。

舊瓶裝新酒，變電站智能化的捷徑

我省智能變電站建設(shè)起步早，建設(shè)快，首先從變電站智能化改造開始，走了一條變電站智能化的捷徑。2009年，金谷園變電站被確定為國網(wǎng)公司第一批變電站智能化改造試點。經(jīng)過近一年的艱苦奮斗，2010年12月金谷園變電站智能化改造全面完成并投入運行，通過了國家電網(wǎng)公司組織的項目驗收，成為國網(wǎng)公司系統(tǒng)第一座通過驗收的110千伏智能變電站。

金谷園站改造在數(shù)字化技術(shù)基礎(chǔ)上，構(gòu)建變電站信息一體化平臺，簡化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)一次設(shè)備狀態(tài)可視化，促進(jìn)一、二次設(shè)備功能融合。建立設(shè)備高效運維管理和全壽命周期綜合優(yōu)化管理的分析平臺；面向配網(wǎng)與終端用戶，實現(xiàn)變電站與區(qū)域配電網(wǎng)重要用戶的信息互動。結(jié)合調(diào)控一體化要求，實現(xiàn)變電站與上級主站的協(xié)同互動，促進(jìn)電網(wǎng)、設(shè)備協(xié)調(diào)管理。

改造后的金谷園變電站，不論從外觀效果還是內(nèi)在功能，較之傳統(tǒng)變電站均有了質(zhì)的飛躍：全站取消了95%以上的二次電纜和接線端子，減少90%以上的設(shè)備組屏，極大精簡二次回路；減少了近2/5的變電站占地面積、縮減了60%的室內(nèi)建筑面積，使變電站更加小型緊湊。設(shè)備的集成化程度、運行狀態(tài)可視化程度、遠(yuǎn)方自動調(diào)控程度、與主站協(xié)同互動程度大幅提高，在降低運維成本的同時大大提升了變電站運行管理水平。

金谷園變電站智能化改造是在數(shù)字化變電站的基礎(chǔ)上，在設(shè)備級實現(xiàn)一次設(shè)備的在線監(jiān)測和狀態(tài)評估，在系統(tǒng)級利用各間隔設(shè)備龐大的數(shù)據(jù)量構(gòu)建變電站一體化信息平臺，為智能電網(wǎng)實時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級應(yīng)用功能服務(wù)，促進(jìn)了電網(wǎng)、設(shè)備的協(xié)調(diào)管理。

示范工程，樹立智能變電站標(biāo)桿

許昌興國寺（鄢陵）智能變電站是河南省首座220千伏新建智能化變電站，也是國網(wǎng)公司第二批智能化變電站試點工程，于2011年7月31日正式投運。

興國寺（鄢陵）智能變電站采用“一次設(shè)備+傳感器+智能組件”形式，實現(xiàn)測量數(shù)字化、控制網(wǎng)絡(luò)化、狀態(tài)可視化、功能一體化和信息互動化，實現(xiàn)了智能電網(wǎng)技術(shù)先進(jìn)、環(huán)境友好、資源節(jié)約的目標(biāo)。

220千伏興國寺智能變電站實現(xiàn)了六大創(chuàng)新。一是全站采用體積小、重量輕、抗干擾性能好的光學(xué)原理電子式電流互感器，提高了系統(tǒng)可靠性。二是出線隔離開關(guān)與電流互感器、電壓互感器組合安裝，減少設(shè)備支架，節(jié)地效果明顯。與220千伏變電站通用設(shè)計方案相比，全站減少占地面積6.2畝，節(jié)約土地資源約23%。三是開展輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測。通過對線路加裝在線監(jiān)測裝置，實時監(jiān)控線路舞動、微氣象、覆冰等情況。對變電站的主變壓器、斷路器、避雷器等主設(shè)備安裝在線監(jiān)測設(shè)備，實時掌握變電設(shè)備運行情況，實現(xiàn)了電力生產(chǎn)的可觀測、評估和預(yù)警，提高了事故應(yīng)急和搶修能力。四是全站二次系統(tǒng)高度集成，有效減少屏柜數(shù)量。按照面向間隔原則，將220千伏斷路器匯控柜與智能終端整合，110千伏保護(hù)測控一體化整合，10千伏合并單元、智能終端、保護(hù)、測控功能四合一集成，節(jié)約屏柜40%。五是實現(xiàn)站控端一鍵式順序控制操作、智能告警及分析決策、小電流接地選線、設(shè)備可視化等高級應(yīng)用功能。其中采用一鍵式操作，主變從運行轉(zhuǎn)冷備僅用4分鐘，為傳統(tǒng)操作方式的十分之一，極大提高了工作效率和操作的可靠性。六是集成智能輔助控制系統(tǒng)。整合常規(guī)變電站圖像監(jiān)視、安全警戒、火災(zāi)報警、消防、給排水、采暖通風(fēng)等輔助生產(chǎn)系統(tǒng)為一體化智能輔助控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了功能聯(lián)動，提高了站內(nèi)輔助系統(tǒng)的自動化水平。

2013年5月，國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會在許昌召開智能電網(wǎng)綜合標(biāo)準(zhǔn)化試點工作啟動會。鑒于許昌220千伏興國寺智能變電站在設(shè)計、建設(shè)、運維管理等方面成績顯著，對我國智能變電站建設(shè)具有引領(lǐng)示范作用，許昌興國寺成功成為國家智能變電站綜合標(biāo)準(zhǔn)化試點。

圖．河南省第一座500千伏智能變電站菊城變電站

智能升級，開建新一代智能變電站

2012年年初，國家電網(wǎng)公司提出新一代智能變電站的概念，要求在前期智能變電站建設(shè)基礎(chǔ)上，建設(shè)“占地少、造價省、效率高，支持調(diào)控一體”的新一代智能變電站。新一代智能站以“系統(tǒng)高度集成、結(jié)構(gòu)布局合理、裝備先進(jìn)適用、經(jīng)濟(jì)節(jié)能環(huán)保、支撐調(diào)控一體”為發(fā)展目標(biāo)，以“集成化設(shè)備+一體化業(yè)務(wù)平臺+標(biāo)準(zhǔn)配送式建設(shè)模式”應(yīng)用為主要特征。2013年12月，國家電網(wǎng)公司首批六個新一代智能變電站示范工程按計劃成功投運，標(biāo)志著新一代智能變電站建設(shè)取得重大突破。

根據(jù)國家電網(wǎng)公司智能電網(wǎng)創(chuàng)新示范工程建設(shè)方案，2014年～2015年，國網(wǎng)公司將開展50座新一代智能變電站擴大示范工程建設(shè)。我省許昌長葛南220千伏變電站、南陽茶庵110千伏變電站、安陽老城東110千伏變電站榜上有名。

智能變電站是堅強智能電網(wǎng)建設(shè)的核心支撐。截至目前，省公司已新建220千伏智能變電站14座，新建和改造110千伏智能變電站共53座。我省在智能變電站研究、建設(shè)過程中，造就了一批高素質(zhì)專家人才隊伍，這更是智能變電站建設(shè)的寶貴財富。