論智能變電站技術(shù)及有效應(yīng)用

趙麗莉 趙眾元

（國網(wǎng)湖南省電力公司邵東供電分公司，湖南 邵陽 422800）

我國這些年來經(jīng)濟快速發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模逐漸擴大，信息化的程度也有所增加，使用智能變電站技術(shù)，就能更好的解決一般常規(guī)變電站很難解決的問題。我們必須清楚地認識到智能變電站的優(yōu)勢所在以及智能變電站的發(fā)展在國內(nèi)外研究和應(yīng)用情況，智能變電站自動化技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛使用，必須意識到在當前我國智能變電站存在的問題，科學制定智能變電站技術(shù)方法。本文主要針對智能變電站技術(shù)有效的應(yīng)用進行了探討。

1 智能變電站技術(shù)的介紹

1.1 智能變電站技術(shù)的概念

智能變電站先進、可靠、節(jié)能、環(huán)保，是智能設(shè)備和高速網(wǎng)絡(luò)通信平臺，它也是信息傳輸基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備的結(jié)合，可以自動完成基本任務(wù)，如接收信息、收集、測量和監(jiān)控，它支持電網(wǎng)的自動控制，并根據(jù)需要進行智能調(diào)整，是一種變電站與高級的應(yīng)用。智能變電站和兩個網(wǎng)絡(luò)分為三個層次：這三個層分別為間隔層、控制層和站控網(wǎng)絡(luò)，過程層網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)在現(xiàn)場總線通信技術(shù)水平得到了廣泛的應(yīng)用，隨著業(yè)務(wù)信息的過程層之間增加了數(shù)據(jù)，要處理的要求越來越多，是如何構(gòu)建通信網(wǎng)絡(luò)的一個重要組成部分。

1.2 智能變電站技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

我國自20世紀末，已經(jīng)有許多研究機構(gòu)對電子式互感器、光學互感器進行了研究，目前已經(jīng)研制成了多種類型的樣機，在部分數(shù)字變電站獲得了部分試運行經(jīng)驗?，F(xiàn)在進行自動化保護設(shè)備，主要就是通過一個成熟的產(chǎn)品，增加其過程層接口。目前，由于此技術(shù)，我國的多個變電站具備了二次設(shè)備，并且在工廠整體流程層之間的通信接口處進行新一代的保護、測控裝置的研究工作，將智能變電站自動化系統(tǒng)進行了調(diào)整和升級，利用高級應(yīng)用功能，通過網(wǎng)絡(luò)控制層和多主體技術(shù)，為變電站信息集成平臺，統(tǒng)一部署，克服封閉的現(xiàn)象，其功能包括傳統(tǒng)監(jiān)控、遠程功能和故障信息子站，還包括先進的應(yīng)用程序功能。

2 智能變電站技術(shù)的應(yīng)用

2.1 智能變電站優(yōu)點

智能變電站的優(yōu)點是，作為數(shù)字信息標準化的數(shù)字和網(wǎng)絡(luò)通信平臺，它具有信息共享、先進的應(yīng)用程序交互的功能。變電站網(wǎng)絡(luò)最重要的要求就是確保其性能可靠。由于多媒體信息技術(shù)廣泛應(yīng)用于智能變電站系統(tǒng)，對網(wǎng)絡(luò)通信就有更高的要求，更多的依賴。此外，智能電網(wǎng)調(diào)度子系統(tǒng)是一個重要的變電站智能系統(tǒng)。為了滿足系統(tǒng)集成的需求，智能變電站系統(tǒng)應(yīng)采用國際標準通信協(xié)議和接口要符合國際標準，適應(yīng)整體設(shè)計和智能電網(wǎng)調(diào)度的擴張，以滿足智能變電站智能電子設(shè)備的需要?，F(xiàn)在簡單介紹一些：

通信平臺網(wǎng)絡(luò)化。智能變電站低功耗，以數(shù)字電子變壓器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電磁變壓器，高電流直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。

設(shè)備操作智能化。高壓斷路器二次技術(shù)的發(fā)展趨勢是要建立一個新的斷路器，利用微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和電子變壓器來建立新的二次系統(tǒng)的，是智能斷路器與微電子技術(shù)，計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的控制環(huán)路組。

高效性與安全性的統(tǒng)一。促進社會經(jīng)濟又好又快地發(fā)展的要求已經(jīng)達成社會的共識，而智能變電站技術(shù)就在這種時代要求的呼吁下應(yīng)運而生，必然具有著高效性與安全性合二而一的優(yōu)勢，能夠更好地服務(wù)于電力部門的各行各業(yè)。眾所周知，變電站技術(shù)就是為變電站的各項工作提供幫助的技術(shù)設(shè)施，而智能變電站技術(shù)作為新時代智能發(fā)電和變電的獨特技術(shù)化的高級集合體，服務(wù)質(zhì)量就會大大提升。

智能化與現(xiàn)代化的統(tǒng)一。在整個智能變電站技術(shù)的運作過程和工作環(huán)節(jié)中，電力設(shè)備是變電站的工作核心，也可以稱得上是最基礎(chǔ)的硬件設(shè)施。在傳統(tǒng)智能變電技術(shù)實現(xiàn)智能變電技術(shù)飛躍的過程當中，與電力設(shè)備本身實現(xiàn)現(xiàn)代化、科技化和智能化的主要原因是密不可分的。在注入了智能化的因子，再輔之以必要的現(xiàn)代化信息數(shù)據(jù)控制手段以及相應(yīng)的在線監(jiān)測技術(shù)，智能變電站的全能使用效應(yīng)就一目了然了。

2.2 智能變電站的調(diào)試

智能電網(wǎng)會普及到各個國家電網(wǎng)公司，這也是將來的趨勢，但隨著電網(wǎng)智能變電站建設(shè)的中心越來越重要，部分供電公司還按照要求，部署一些智能變電站，進行一組調(diào)試工作。數(shù)字保護單體的調(diào)試主要是檢查光纖光功率的光纖測量長度，保護傳輸、監(jiān)控和順序控制，監(jiān)控整個測試、驗收和啟動工作。此外，我國有些地方已經(jīng)安裝智能一二次電氣設(shè)備，其中500變電站的建設(shè)也開始了智能化調(diào)試。

2.3 存在的問題

2.3.1 技術(shù)不足

缺乏技術(shù)，在這里是指設(shè)備之間的互操作性不強，也就是設(shè)備的二次IED的互操作性，能工作在同一個網(wǎng)絡(luò)或溝通渠道，對信息和命令進行有效分享。簡易爆炸裝置是可以互換的，由于缺乏統(tǒng)一的功能和接口規(guī)范，工廠實現(xiàn)智能設(shè)備相同的、不同的制造商在法規(guī)上就缺乏互操作性。變電站自動化設(shè)備會產(chǎn)生巨大的障礙，以及長期維護和操作的困難。

2.3.2 信息難共享并存在安全隱患

信息的采集部分來自于不同的變壓器，所以作為一個主要的測量和控制變電站自動化系統(tǒng)應(yīng)用程序的鏈接，系統(tǒng)保護、故障波記錄信息，處理應(yīng)用的專業(yè)管理分屬于不同的部門，不同的設(shè)備有功能劃分，各自獨立運行。至于調(diào)度自動化系統(tǒng)的應(yīng)用，變電站自動化系統(tǒng)可以給變電站運行值班人員和電網(wǎng)調(diào)度SCADA系統(tǒng)提供電網(wǎng)運行狀態(tài)信息。此外，相應(yīng)的技術(shù)管理部門和其中的應(yīng)用系統(tǒng)會獨立負責運營和管理其他信息，如故障錄波系統(tǒng)，數(shù)字化保護網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和故障信息系統(tǒng)。在實踐中，來自不同單位收集設(shè)備信息不能共享。

為了減少投資成本，提高電力系統(tǒng)運行和管理效率，需要把屬于不同的管理部門的各類信息對象，集成到變電站自動化系統(tǒng)中。近年來，隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，變電站綜合自動化系統(tǒng)的訪問，使變電站可以分享一些其他有用的信息。由于進行統(tǒng)一建模和獨立的技術(shù)的發(fā)展，使得變電站的各種信息都得得到有效傳播和運用。

由于網(wǎng)絡(luò)連通、自由、開放，并有許多其他功能，它很容易受到黑客、病毒和其他攻擊。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要得到良好的安全管理，不然我們就不能充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用，如果沒有實施安全管理，將使智能變電站系統(tǒng)安全受到威脅并且造成嚴重的傷害。

3 使智能變電站技術(shù)得到有效應(yīng)用的解決對策

3.1 提升技術(shù)水平

在數(shù)字化變電站的影響下，所有的智能設(shè)備將按照統(tǒng)一的標準，建立信息模型和通信接口。數(shù)字化變電站的標準可以擴大通道，信息通過不同的設(shè)備，以確保互操作性。為了實現(xiàn)不同廠商的互聯(lián)互通，必須建立大量的協(xié)議轉(zhuǎn)換器，增加設(shè)計的難度，使之復(fù)雜化，并且通過調(diào)試和維護降低通信系統(tǒng)的性能。不同供應(yīng)商的傳統(tǒng)變電站還沒有很好的解決二手設(shè)備的互操作性問題，主要原因是統(tǒng)一信息模型的標準和標準缺乏二次設(shè)備之間的關(guān)系。

隨著技術(shù)的創(chuàng)新，傳統(tǒng)的變電站監(jiān)控被忽略了，但是這種新的變電站安全生產(chǎn)輔助系統(tǒng)，即使沒有監(jiān)控也不會影響變電站的生產(chǎn)，很多相機就能夠構(gòu)成一個視頻監(jiān)控系統(tǒng)。智能變電站可以解決傳統(tǒng)的變電站的操作不能解決的，也就是集成問題，操作巡邏自動化、智能監(jiān)控分析等等問題。變電站的智能電網(wǎng)提出的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，可以與電力環(huán)境和視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)連接，綜合“五遠程”系統(tǒng)數(shù)據(jù)，進行綜合分析，這就實現(xiàn)了智能。但它是兩個獨立的系統(tǒng)，想要監(jiān)控變電站，顯示基本的數(shù)據(jù)和簡單的報警信息，就要求相關(guān)人員的分析不能出錯。

3.2 建立安全信息防范系統(tǒng)

通過推廣藍牙，紅外系統(tǒng)，使得無線網(wǎng)絡(luò)卡，PCMCIA，有線局域網(wǎng)，USB端口等等一系列系統(tǒng)之間有了關(guān)聯(lián)，這應(yīng)當被視為非法網(wǎng)絡(luò)的終端，它的行為應(yīng)該被阻止，這才是安全有效的保護措施。

因此，應(yīng)該阻止未知的端口，計算機信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置一個固定的終端安全管理系統(tǒng)，一旦發(fā)現(xiàn)非法客戶機試圖連接到網(wǎng)絡(luò)，客戶端將停止違法行為。此外，提出了一種身份認證系統(tǒng)，可以實現(xiàn)訪問控制、數(shù)據(jù)加密。同時，CA認證系統(tǒng)和認證網(wǎng)關(guān)部署在關(guān)鍵的服務(wù)器上，并允許他們實現(xiàn)之間的聯(lián)系，促進信息傳輸加密并且控制用戶訪問。

結(jié)語

當前智能變電站技術(shù)處于快速發(fā)展階段，對于其有效應(yīng)用我們還需要深入研究。網(wǎng)絡(luò)和結(jié)構(gòu)問題是限制信息化高度發(fā)展的一個重要因素，對變電站智能化的實現(xiàn)也有著制約作用，智能變電站技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用要完善其操作性，增強對信息風險的控制，優(yōu)化變電站網(wǎng)絡(luò)；此外，通信接口標準的統(tǒng)一、信息化的重要特征就是信息共享，信息傳遞協(xié)議雜波會導(dǎo)致信息的傳輸?shù)闹袛?，使由主命令發(fā)出的信息的原因之間共享相同的水平上載站點信息困難；最后，提高應(yīng)用管理系統(tǒng)的控制，控制管理系統(tǒng)是智能變電站全面監(jiān)測和管理系統(tǒng)，使變電站更加透明，科學合理，這具有重要的意義。

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