智能變壓器自適應(yīng)運(yùn)行的研究

徐占寶 田文慧

（1.保定天威集團(tuán)特變電氣有限公司，河北 保定 071056； 2.保定保菱變壓器有限公司，河北 保定 071056）

我們都知道智能變壓器其至關(guān)重要的意義，就在于能夠控制發(fā)輸配電系統(tǒng)中的電流、能夠主動(dòng)調(diào)節(jié)電流的輸送。因此它也理所當(dāng)然的成為了電網(wǎng)領(lǐng)域最為核心的技術(shù)領(lǐng)域和空間?，F(xiàn)代社會(huì)已經(jīng)全面進(jìn)入到智能電網(wǎng)時(shí)代，因此作為智能電網(wǎng)核心的智能變壓器技術(shù)（包括生產(chǎn)、運(yùn)行、維修）也開始受到了充分的行業(yè)認(rèn)可及重視。對智能變壓器而言，其運(yùn)行狀態(tài)以及負(fù)荷狀態(tài)是變電站相關(guān)信息中最為重要的，因此如何保證智能電網(wǎng)變電站正常運(yùn)行，進(jìn)入自適應(yīng)運(yùn)行狀態(tài)就十分具有研究價(jià)值。

1 智能變壓器的基本概念

1.1 什么是智能變壓器。所謂的智能變壓器，指的是通過以傳感器為核心部件，能夠充分采集自身所有相關(guān)運(yùn)行狀、控制狀態(tài)的信息智能化可自適應(yīng)器件。其可以通過其安裝的智能組件，將之采集到的信息進(jìn)行一定自主性的處理，已使最終形成的結(jié)果趨于智能化，最終轉(zhuǎn)化為一種變壓器的智能控制，智能變壓器為電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行提供著源源不斷的至關(guān)重要的信息支撐。

1.2 基本結(jié)構(gòu)和功能。我們可以將智能變壓器的機(jī)構(gòu)基本概括為兩部分，那就是：變壓器本體本身，加上變壓器本體的傳感器、控制器（可內(nèi)置，可外置。由于智能變壓器的功能，我們也可以將智能變壓器理解成一種可以實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)變壓器進(jìn)行控制、計(jì)算、在線監(jiān)測操作的智能組件。具體來說，智能變壓器可以做到精確的向工作人員提供當(dāng)前的狀態(tài)信息，以此來實(shí)現(xiàn)一種遠(yuǎn)程的控制，最終可以延長一起的使用壽命周期，降低各類費(fèi)用，不僅如此，比之于一般的變壓器，智能變還有其他類似傳感監(jiān)測、信息通信甚至是故障檢測等其他高性能功效。

2 智能變壓器的自適應(yīng)運(yùn)行

2.1 自適應(yīng)運(yùn)行的含義。我們可以將智能變壓器的自適應(yīng)運(yùn)行過程理解成以下步驟。首先，通過配備各種基本的傳感器，做到全時(shí)段性收集有關(guān)運(yùn)行狀態(tài)的基本信息，這本身就包含了各類電力參數(shù)信號(hào)以及各類非電力參數(shù)信號(hào)。其次，將其所收集到的各類信息依照是否重要的等級放入通信網(wǎng)絡(luò)。再次，通信網(wǎng)絡(luò)就可以依據(jù)不同的狀態(tài)信息將之分別送達(dá)至或近端或遠(yuǎn)端的電力控制位機(jī)上。最后，由相關(guān)技術(shù)工作人員將所采集到的不同信息進(jìn)行整合，最終獲取到變HI器的各類實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)信息。

2.2 國內(nèi)外基本狀況。事實(shí)上，相當(dāng)多的發(fā)達(dá)國家（英美法德日）對此類的傳感技術(shù)一直都非常非常的重視，早在20世紀(jì)的80年代左右，美國在相應(yīng)技術(shù)領(lǐng)域就已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)?shù)乃疁?zhǔn)，其甚至還成立了國家技術(shù)小組，用以專門研究此類技術(shù)工作。與之相比，我國的相應(yīng)領(lǐng)域起步較晚，雖然20世紀(jì)60年代中期開始嘗試涉足傳感器制造技術(shù)，也陸陸續(xù)續(xù)在四川等地建立了幾個(gè)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)傳的生產(chǎn)基地，但始終由于支鏈產(chǎn)業(yè)——半導(dǎo)體技術(shù)的嚴(yán)重落后，無法達(dá)到理想的要求，直到70年代末，有關(guān)監(jiān)測技術(shù)才真正切實(shí)在應(yīng)用中得以實(shí)現(xiàn)。

3 自適應(yīng)運(yùn)行之專家在線系統(tǒng)

3.1 網(wǎng)絡(luò)預(yù)測。網(wǎng)絡(luò)預(yù)測系統(tǒng)，有著相當(dāng)好的容錯(cuò)能力，及非線性的映射能力，非常適合用作短期的預(yù)測。特別是其中的專家系統(tǒng)，在一定的領(lǐng)域里，甚至能做到模擬人類中專家的水平來處理這些領(lǐng)域中復(fù)雜問題。這項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵在于建立一個(gè)充分的知識(shí)庫，由于這樣做可以產(chǎn)生很多好處，例如更好地進(jìn)行判斷及決策，專家系統(tǒng)是現(xiàn)在技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)最為適合診斷故障的系統(tǒng)，按照基本規(guī)則不同，我們可以將專家系統(tǒng)分為推理規(guī)則類系統(tǒng)和和推理事例類系統(tǒng)。其中，RBR系統(tǒng)是根據(jù)規(guī)則知識(shí)庫進(jìn)行推理工作的，但是由于這樣一個(gè)規(guī)模的知識(shí)庫的建立需要這個(gè)領(lǐng)域?qū)＜曳捶磸?fù)復(fù)交換意見才可能形成，因此這樣一個(gè)判斷推理不排除其不全面的可能性；與之相應(yīng)的CBR系統(tǒng)則是根據(jù)事例匹配操作來得到答案的，但是同樣也由于CBR的學(xué)習(xí)速度不快，往往做不到適應(yīng)實(shí)時(shí)性的要求。

3.2 故障診斷。目前來看，有關(guān)電網(wǎng)故障的診斷通常都會(huì)采用RBR系統(tǒng)，因?yàn)樗堑墓ぷ髟硎且罁?jù)開關(guān)以及保護(hù)裝置的不同動(dòng)作信息種類來確定故障類型的，因此其反應(yīng)速度是非常讓人滿意的，且如果規(guī)則適用正確的化，這個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性也是很高的。與之相比的話，CBR系統(tǒng)就會(huì)顯得無比緩慢了，加之如果事例庫又不能很好的選取事例時(shí)，就會(huì)大大拉低整體的系運(yùn)行速度，甚至影響可維護(hù)性。

4 自適應(yīng)運(yùn)行之電能質(zhì)量調(diào)節(jié)

4.1 基本原理。所謂的電能質(zhì)量，指的是通過電網(wǎng)供給各類用戶電能的整體品質(zhì)。對于一個(gè)交流電網(wǎng)而言，其理想的狀態(tài)是以標(biāo)稱頻率以及標(biāo)準(zhǔn)電壓對持續(xù)穩(wěn)定地為用戶端供電。當(dāng)然，在現(xiàn)實(shí)中，這種絕對理想的狀態(tài)不可能存在，也正是因此才產(chǎn)生了有關(guān)電能質(zhì)量的理念。而所謂的電流反饋，指的就是對電流控制的形成的反饋信號(hào)，它屬于直流信號(hào)，如果在已經(jīng)設(shè)定好的參考電壓之下，我們可以結(jié)合反饋電壓和n級控制器，最終得到我們需要的等效有功電流。

4.2 重要意義。我們都知道，在現(xiàn)如今大環(huán)境面臨嚴(yán)重能源、環(huán)境問題的情況下，對新能源、可再生能源的開發(fā)已經(jīng)成為了不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。同樣，對于我國的電力行業(yè)而言，我國同全世界一樣，都在努力攻克研究有關(guān)清潔能源的并網(wǎng)問題，因?yàn)檫@除了會(huì)產(chǎn)生配電方面的困難以外，還會(huì)產(chǎn)生電能品質(zhì)惡化這一嚴(yán)重問題。這樣一來，智能變壓器的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)功能就被凸顯出來了。通過上面的描述，我們可以得出結(jié)論，無論電能質(zhì)量受到怎樣的干擾，通過智能變壓器的調(diào)整之后，都能夠做到輸出穩(wěn)定的、良好的平衡電壓，這已經(jīng)做到了為新能源的并網(wǎng)技術(shù)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

結(jié)語

智能變壓器作為智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，自其自適應(yīng)系統(tǒng)的建立至今，已經(jīng)由各類微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)和控制技術(shù)不斷發(fā)展擴(kuò)充。隨著新一代電子互感器的發(fā)展，電網(wǎng)系統(tǒng)對智能變壓器的要求也會(huì)逐漸提升，與之相應(yīng)未來課題的關(guān)鍵詞一定在于高效、可靠以及智能化，這都是未來要努力攻關(guān)的大方向。

[1]周廣宇，李琪.智能變壓器所用組件簡介[J].變壓器，2012（05）.