智能變電站的建設對電力系統(tǒng)的影響

趙學龍

摘要：智能變電站是以微電子技術(shù)和集成技術(shù)為核心，以高新技術(shù)和前沿科技為手段，以智能化和自動化為發(fā)展方向，在傳統(tǒng)變電站的基礎上鼎故革新，形成更具規(guī)?；淖冸娬尽Ｖ悄茏冸娬镜慕ㄔO不僅提高了傳統(tǒng)變電站的運行效率，還有效提高了電力產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟效益，并且更好地促進了電力系統(tǒng)的改進升級，具有極為重要的實踐意義。文章結(jié)合工作實踐，對智能變電站的基本結(jié)構(gòu)進行簡單闡述，并分析了智能變電站的技術(shù)要點及其對電力系統(tǒng)產(chǎn)生的影響。

關(guān)鍵詞：智能變電站；電力系統(tǒng)；站控層；間隔層；設備層

中圖分類號：TM762 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）19-0154-02

隨著自然資源日益枯竭，各國逐漸將能源發(fā)展的方向聚焦于再生能源的開發(fā)與利用方面，其中電力資源則成為各國廣泛關(guān)注的能源之一。而電力資源在傳輸與使用過程中，電網(wǎng)與變電站則成為電力資源高效配置的關(guān)鍵。目前，各國都依托高速發(fā)展的科學技術(shù)，加快進行智能電網(wǎng)、智能變電站的構(gòu)思與建設，從而實現(xiàn)電力資源的高效使用。我國也充分認識到電力資源的價值所在，以可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略為立足點，秉持科學發(fā)展觀的原則，充分借助微電子技術(shù)、集成技術(shù)，加快了智能變電站的建設工作。從而打造出更加智能化、自動化、規(guī)?；淖冸娬荆⒊蔀闃?gòu)建智能電網(wǎng)的基礎，為國家電力資源的高效使用打下堅實的基礎。筆者現(xiàn)就以下方面對智能變電站進行簡要分析。

1 智能變電站的主要組成

智能變電站的核心技術(shù)主要包括微電子技術(shù)、集成技術(shù)、網(wǎng)絡通信技術(shù)以及數(shù)字化技術(shù)等，它通過整合上述高新技術(shù)，不僅延續(xù)了傳統(tǒng)變電站所具有的信息采集、數(shù)據(jù)測量、實時控制和繼電保護等功能，還實現(xiàn)了電力網(wǎng)絡自動控制、在線數(shù)據(jù)分析、智能調(diào)節(jié)和協(xié)同運作等高級功能，這些高級功能恰恰是傳統(tǒng)變電站所不具備的。這些高級功能能夠保證智能變電站對這個電網(wǎng)的運行狀況進行準確感知與評估，進而實現(xiàn)全程監(jiān)控，同時通過獲取的實時信息，對系統(tǒng)運行做出精準決策，以此保證系統(tǒng)運行效率。因而，智能變電站可以說是構(gòu)建智能電網(wǎng)的基礎與核心，是為智能電網(wǎng)輸送動力的關(guān)鍵所在。而綜合來看，智能變電站主要由以下三部分組成：

1.1 站控層

所謂站控層，主要是由一些具有掌控功能的設備組合而成的，包括計算機系統(tǒng)、人機交換設備、服務器等。該部分主要負責電力系統(tǒng)的實時監(jiān)測與數(shù)據(jù)處理任務，比如對獲取的信息進行分析處理，判斷是否需要發(fā)送預警報告；或者自動記錄系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)，形成記錄以備后期查修；或者對事故進行初步評估并進行操作閉鎖，防止危害進一步擴散。

1.2 間隔層

所謂間隔層，主要是由連接站控層與設備層的相關(guān)設備組成，包括監(jiān)控設備與繼電保護設備。該部分主要負責電力系統(tǒng)的運行監(jiān)控與繼電保護，當出現(xiàn)錯誤預警后，自動進行繼電保護，從而保證電網(wǎng)的安全性。一般情況下，母線保護以分散式安裝技術(shù)為主，通過監(jiān)控設備進行檢驗和預警。間隔層與站控層和設備層的通訊聯(lián)系均是借由光纖通訊系統(tǒng)實現(xiàn)的，這樣可以保證通訊的速度與質(zhì)量。

1.3 設備層

所謂設備層，主要是由高新技術(shù)打造的一系列高端設備，包括信息處理接口、斷路器、復合傳感器、分壓型VD、隔離開關(guān)等。可以說設備層是智能變電站的核心所在，也是構(gòu)建智能變電站的關(guān)鍵部分。這些高級設備集合了微電子技術(shù)、集成技術(shù)、自動化技術(shù)等多項前沿科技，充分提高了設備的自動化與智能化水平，其中的復合傳感器依托集成技術(shù)，結(jié)合了多個物理傳感器單元，實現(xiàn)了多方位傳感的功能，而分壓型VD，則可以通過中間電極電位的變換單元來檢測電壓輸出信號，從而判斷電力傳送情況。

2 智能變電站的核心技術(shù)要點

智能變電站與傳統(tǒng)變電站比較而言，主要具有分散化、集成化與數(shù)字化這三項優(yōu)勢，同時，這三點也是智能變電站的核心技術(shù)要點，在今后智能變電站的建設與完善過程中，也要繼續(xù)深化這三點技術(shù)要點，進而完善智能變電站的運行效率。

2.1 分散化技術(shù)

智能變電站的分散化技術(shù)要點主要體現(xiàn)在建站的分層技術(shù)方面，即將智能變電站劃分為三個層級進行設備組建。這種技術(shù)模式可以更好地保護整個變電站系統(tǒng)，確保各個設備層級高效運行，并且各個層級通過光纖通信技術(shù)聯(lián)接，數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性與時效性能夠得到充分保證，加之無需借助站內(nèi)信息傳輸網(wǎng)絡，更加保證了智能變電站的穩(wěn)定性。

2.2 集成化技術(shù)

智能變電站的集成化技術(shù)要點就是將多個單獨存在的個體集合為一個整體，使其依托某種聯(lián)系而緊密形成一個高效運作的有機體。集成化技術(shù)要點的體現(xiàn)既表現(xiàn)在單個智能組件的構(gòu)成上，如同時具備控制、監(jiān)測、保護多個職能，又體現(xiàn)在不同組件的有機組合方面，如聯(lián)用光電信號促使測控、保護裝置的配合反應更為緊湊，這樣不僅可以降低設備造價，還能更好地保證系統(tǒng)整體的運行質(zhì)量。

2.3 數(shù)字化技術(shù)

智能變電站的數(shù)字化技術(shù)是現(xiàn)代通信技術(shù)與微電子技術(shù)高效結(jié)合的產(chǎn)物，是實現(xiàn)自動化控制的關(guān)鍵所在。通過將一些列的指令數(shù)字化，并通過相應的接收轉(zhuǎn)譯裝置來反應數(shù)字指令，從而實現(xiàn)在線監(jiān)控與遠程維護，不僅減少人力資源，還提升了設備的科學化水平，最重要的是保證了電網(wǎng)運行的高效性。

3 智能變電站對電力系統(tǒng)的影響

我國智能電網(wǎng)的建設雖然較歐美發(fā)達國家起步晚，但是近些年得到了前所未有的進步。但正所謂“沒有一蹴而就的改革，也不會有一勞永逸的進步”，智能電網(wǎng)的構(gòu)建更是一項需要不斷革新的探索歷程。其中智能變電站的建設，則對智能電網(wǎng)和電力系統(tǒng)產(chǎn)生了極為重要的影響。

3.1 電子互感器的應用

互感器是一種依照一定比例轉(zhuǎn)換電壓或電流的裝置。以往所使用的是電磁式互感器，由鐵芯與繞線構(gòu)成，雖然穩(wěn)定性較高，但是容量小，已然不能滿足現(xiàn)階段的電網(wǎng)運行需求。并且其阻抗小，發(fā)生副邊短路后，會導致電流激增燒毀線圈，造成電力輸送障礙。智能變電站中則淘汰了電磁式互感器，引進更為有效的電子互感器，這對電力系統(tǒng)可謂一大創(chuàng)新。電子互感器是通過傳感單元與合并單元，分別實現(xiàn)信號的發(fā)送收集與合并處理，并能夠同時處理多個信號，它一般由多個組間構(gòu)成，因而不會出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，更能保證信息處理的廣度與精度。

3.2 智能組件的應用

智能變電站更加注重智能組件的使用，不僅引進新型智能設備，還對傳統(tǒng)的設備進行革新，融入多種智能組件，來提高傳統(tǒng)設備的使用效率。如智能開關(guān)，革新后具備了智能管控、機械儲能、相位分閘等功能，還能協(xié)助進行故障監(jiān)測與診斷。而智能組件的應用更多的是提高了電力系統(tǒng)的智能性，大大縮減了人工作業(yè)時間。

3.3 光纖通信技術(shù)的應用

在智能變電站大范圍使用光纖通信技術(shù)，不僅減少了傳統(tǒng)變電站對電纜的依托度，節(jié)約了建站成本，還徹底消除了電磁兼容問題。特別是在通信過程中使用GOOSE組網(wǎng)模式，實現(xiàn)了間隔閉鎖與母線失靈保護的諸多功能。另外在通信過程中引進了IEC61850這一國際公認的通信規(guī)約，更好地實現(xiàn)了無縫對接，為電力系統(tǒng)實現(xiàn)全面智能化提供了理論基礎。

4 結(jié)語

綜上所述，智能變電站的建設關(guān)乎國家資源命脈，需要電力工作人員予以高度重視，并且不斷引進國際先進技術(shù)，提高智能變電站的構(gòu)建效率，盡早實現(xiàn)智能電網(wǎng)的全方位覆蓋，從而實現(xiàn)電力系統(tǒng)智能化、數(shù)字化、科學化運行，為百姓生活提供電力，為國家發(fā)展輸注

動力。

參考文獻

[1] 劉嬌，劉斯佳，王剛.智能變電站建設方案的研究[J].華東電力，2010，38（7）.

[2] 代文章.智能變電站建設對電力系統(tǒng)影響分析

[J].電氣技術(shù)，2012，（2）.

[3] 張萬菊，付金生.智能變電站對電力系統(tǒng)影響的分析[J].電子測試，2013，（20）.

[4] 郝曉光.智能變電站應具有的功能及建設策略分析[J].河北電力技術(shù)，2009，（11）.