智能變電站及其技術特點分析

楊民凱 徐慶忠 武光升

國網(wǎng)山東省電力公司沂水縣供電公司

智能變電站及其技術特點分析

楊民凱 徐慶忠 武光升

國網(wǎng)山東省電力公司沂水縣供電公司

智能電網(wǎng)建設的重要組成部分之一就是智能變電站的建設，隨著國家對智能電網(wǎng)建設的不斷重視，智能變電站建設也在如火如荼地進行，建設智能變電站將成為變電站發(fā)展的主要趨勢，因此進一步加強對其的研究非常有必要。在實際工作中我們應該加強對智能變電站的技術研究，不斷加強檢修和維護工作，并針對應急事故提出相關建議，以促進我國電網(wǎng)的持續(xù)穩(wěn)定運行。

智能變電站；技術；發(fā)展

1、智能變電站的定義與特點

智能變電站，意思是在沒有人的特殊情況下，使其像有人在調(diào)節(jié)控制一樣，并且可以在運行的過程中，以實現(xiàn)節(jié)能，提高效率。智能變電站由相應的智能設備組成，這些設備且具有先進、集成、低碳、可靠、環(huán)保等特點?？筛鶕?jù)需要而具有很多高級功能：承擔電網(wǎng)的自動控制功能，智能告警功能，智能調(diào)節(jié)功能，順序控制功能，互動協(xié)調(diào)功能等等。智能變電站具有保證電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性，為未來的智能電網(wǎng)完成自愈功能。智能變電站技術具有三個特點：(1)控制端的引入；(2)設備集成化和光釬技術的應用；(3)局部和全局智能控制的實現(xiàn)。智能變電站具有高可靠性、強交互性、高集成度、易升級改造的特點，還可以適應智能電網(wǎng)的信息化和自動化以及互動化的技術特征。

2、智能變電站關鍵技術及其特點

2.1 硬件集成技術

傳統(tǒng)變電站的信息搜集和處理過程是通過計算機中的中央處理器與芯片設備的緊密聯(lián)系而配合完成，但是由于中央處理器的資源空間有限，難以及時有效地搜集和處理各項信息，無法從根本上保證信息的及時性，同時傳統(tǒng)變電站的應用系統(tǒng)是嵌入式的，系統(tǒng)的定期檢修工程過程較為繁瑣，在一定程度上增加了信息的不穩(wěn)定性。隨著科學技術的穩(wěn)定發(fā)展，硬件集成技術隨之不斷發(fā)展壯大，將硬件集成技術應用于智能變電站的設計之中，能夠?qū)崿F(xiàn)變電站系統(tǒng)的模塊化管理，極大程度上提高了信息的準確性、及時性和安全性。

2.2 軟件構件技術

軟件構建技術具有靈活性、實時性和彈性強的多重特點，在獨立完成變電站系統(tǒng)構建的技術上，可以與其他設備進行有效的協(xié)調(diào)和處理，是一項綜合性的程序體。軟件構件技術實質(zhì)上是對變電站系統(tǒng)的重組和再升級，在不同的介質(zhì)之間對同一組的電力系統(tǒng)進行重新配置，進而實現(xiàn)單一功能到多個功能的科學化轉(zhuǎn)變。關鍵構建技術主要應用于嵌入式系統(tǒng)和多代理技術系統(tǒng)之中。通過軟件構建技術的應用，能夠提高變電站軟件的工作效率和運行速度，強化系統(tǒng)的自動更新性。

2.3 信息管理存儲技術

信息管理存儲技術是智能變電站的信息處理平臺，具有數(shù)字化的重要特征，以局域網(wǎng)為基礎，在信息的傳遞和處理過程中能夠進行快速的處理，并且有效地保證了智能變電站的電力信息質(zhì)量。信息管理存儲技術的本質(zhì)是將信息按照內(nèi)容、形式及其他方面的不同進行細分，以不同粒度為依據(jù)，對電力系統(tǒng)信息實施分層化管理，可以依據(jù)不同的信息內(nèi)容確定相應的安全管理對策，實現(xiàn)信息的科學化和合理化應用，進而確保了信息的安全性、穩(wěn)定性和可靠性。

2.4 電力標準融合標準的融合

只有進行標準融合，才可以實現(xiàn)與智能電網(wǎng)的無縫通信連接。標準融合技術的基礎包括三點：(1)信息模型的標準化；(2)信息模型的規(guī)范化；(3)信息模型的體系化。標準的融合流程具體概括三大步：第一步，構建開放的通信構架，以便進行通信；第二步，對模型進行相應的細化與擴充，并對其進行標準化；到最后一步就是技術標準的統(tǒng)一，以實現(xiàn)無縫對接。

3、智能變電站的構建模式

3.1 智能變電站的構架

智能變電站在系統(tǒng)層面的設計上要面向全站，要利用一些智能組件來協(xié)助處理變電站中各設備的運行信息，要以確保智能變電站以及電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運行為前提，對各個電氣設備(如一次設備、合并單元等)進行協(xié)調(diào)控制，讓它們實現(xiàn)多種功能的同時實現(xiàn)，其中這些功能包括采集運行電氣量、監(jiān)測與控制各設備的運行情況，促使二次電氣設備相關命令的執(zhí)行。

3.2 智能化變電站的結(jié)構模型

智能變電站的各項通信技術規(guī)范要以IEC61850為基礎，采用分層分布的方式，使變電站內(nèi)的一次設備與二次設備最大限度地實現(xiàn)信息共享與實際互操。當前人們在進行智能變電站設計時主要是依據(jù)下列三種模式進行的：

3.2.1 基于IEC61850的站控層模式。這種模式類似于傳統(tǒng)的變電站自動化模式，這種模式建立的變電站其實是一種按照IEC61850協(xié)議建立數(shù)字化過渡型變電站，IED間隔層智能設備仍然可以在間隔設備上進行安裝，過程單元與間隔單元之間的關系仍然可以使用之前的模式，間隔層單元與變電站層是IEC61850展開的主要部位，設備建模以及信息交換都可按照IEC61850進行。

3.2.2 基于傳統(tǒng)互感器及過程層信息交換模式。在一次設備本體中引入在線監(jiān)測功能是這種模式的主要特點，這樣便使網(wǎng)絡信息交換的實際信息量得到大幅度增加，針對此種情況我們采用了過程層來輔助網(wǎng)絡來實現(xiàn)交換。

3.2.3 全信息交換模式。智能化設備的理想工作模式便是全信息交換模式。使用現(xiàn)代化的電子式互感器替代過去的電磁互感器是這種模式的主要優(yōu)點，電子式互感器與電磁互感器相比具有很多優(yōu)勢，未來高壓與特高壓智能變電站的發(fā)展以這種模式為主。

4、現(xiàn)代智能變電站技術的發(fā)展前景

隨著科學技術快速發(fā)展，智能化變電站技術的應用也越來越廣泛，通過構建變電站安全生產(chǎn)系統(tǒng)，一方面有效監(jiān)控變電站的運行狀態(tài)，避免影響變電站系統(tǒng)生產(chǎn)；另一方面，利用多臺相機，可以構建視頻監(jiān)控系統(tǒng)。智能變電站的應用和發(fā)展徹底解決了傳統(tǒng)變電站的智能監(jiān)控分析、自動化操作巡邏、集成等問題，基于智能化電網(wǎng)運行平臺，視頻監(jiān)控和網(wǎng)絡管理系統(tǒng)連接在一起，優(yōu)化電力運行環(huán)境，綜合分析智能變電站運行數(shù)據(jù)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)和網(wǎng)絡管理系統(tǒng)具有獨立性，全面顯示報警信息和基本參數(shù)數(shù)據(jù)。在未來發(fā)展過程中，應積極完善智能變電站技術，進一步分析和研究，實現(xiàn)良好應用。

[1]陳安偉.智能電網(wǎng)技術經(jīng)濟綜合評價研究[D].重慶大學，2012.

[2]李斌.智能變電站技術及其應用研究[D].華北電力大學(北京)，2011.