智能變電站及技術(shù)特點(diǎn)分析

朱 建

（國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司常州供電公司，江蘇 常州 213200）

0 引 言

改革開放以來，我國(guó)的綜合實(shí)力得到了很大提升?，F(xiàn)代化智能技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，帶動(dòng)了我國(guó)很多行業(yè)的發(fā)展，尤其是作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱之一的電力行業(yè)。隨著智能化技術(shù)在變電站技術(shù)中的應(yīng)用與創(chuàng)新，解決了許多傳統(tǒng)變電站技術(shù)與應(yīng)用中存在的問題，做到了與時(shí)俱進(jìn)，更好地促進(jìn)了社會(huì)的穩(wěn)定與發(fā)展[1]。在城市電網(wǎng)運(yùn)行中，智能變電站主要負(fù)責(zé)電力能源的分配與變化等工作，利用現(xiàn)代化的科技技術(shù)對(duì)電力服務(wù)的終端與電壓等問題做到更好的掌握與處理。所以，加強(qiáng)對(duì)智能變電站的使用可以促進(jìn)我國(guó)電力行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，也是現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)與生活中的重要組成部分。重視智能變電站的研究與分析，對(duì)未來社會(huì)的發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 智能變電站的定義

智能變電站的組成設(shè)備都具有先進(jìn)、穩(wěn)定、環(huán)保節(jié)能等特點(diǎn)，主要優(yōu)勢(shì)是通過對(duì)先進(jìn)電子設(shè)備與先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，以智能化的設(shè)備與信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)為前提，來實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的實(shí)際運(yùn)行動(dòng)態(tài)情況的全面檢測(cè)、評(píng)估與控制等。智能變電站系統(tǒng)共包含三個(gè)層面。第一，過程層，涉及一次設(shè)備與智能控制零件組成的智能設(shè)備、合并單元以及智能終端設(shè)備等；第二，間隔層，主要涉及繼電保護(hù)裝置、故障錄波和測(cè)控裝置等；第三，站控層，其功能比較集中，主要包含自動(dòng)化的控制系統(tǒng)、戰(zhàn)域控制系統(tǒng)與通信系統(tǒng)等。

2 智能變電站技術(shù)特點(diǎn)

2.1 智能設(shè)備與順序控制

智能變電站技術(shù)使用過程具有多方面的特點(diǎn)。其中，智能設(shè)備的應(yīng)用與控制屬于其中的一方面。對(duì)智能化設(shè)備的使用與操作，需要根據(jù)合理的順序進(jìn)行管理，這種管理方法具有一定的優(yōu)勢(shì)。該管理方法能夠滿足在沒有工作人員值班的情況下或者區(qū)域監(jiān)控中線管理模式的要求下，自動(dòng)接受來自于控制中心、調(diào)度中心發(fā)出的信號(hào)與指令。如果設(shè)備發(fā)生了故障或者問題，需及時(shí)切斷電源，并做好應(yīng)對(duì)措施。同時(shí)，它具有良好的圖形界面設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)近端與遠(yuǎn)端的可視化控制操作。

2.2 智能變電站的組成

根據(jù)智能變電站的相關(guān)概述可以看出，智能變電站系統(tǒng)包含了三個(gè)層次的內(nèi)容。過程層的主要作用是實(shí)現(xiàn)變電站對(duì)電能合理的分配、轉(zhuǎn)換和傳輸?shù)?；間隔層的主要作用是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與各個(gè)遠(yuǎn)方器件之間的溝通聯(lián)絡(luò)；站控層涉及多個(gè)系統(tǒng)，主要作用是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、檢測(cè)、控制與保護(hù)等。這一層具有高度的集中特點(diǎn)，主要應(yīng)用在計(jì)算機(jī)或者嵌入式裝置中[2]。

2.3 智能一次設(shè)備概述

在電力能源的供應(yīng)過程中，電力系統(tǒng)智能化一次設(shè)備技術(shù)的使用與發(fā)展，對(duì)整個(gè)智能變電站結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有重要的影響作用。實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備進(jìn)行智能化主要是設(shè)備組件的智能化，智能化應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)各個(gè)組件之間的測(cè)量、控制、計(jì)量與保護(hù)等。使用智能一次設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行實(shí)際情況的動(dòng)態(tài)監(jiān)控與管理，可以對(duì)設(shè)備故障做出精準(zhǔn)判斷，提升故障處理效率。通過先進(jìn)的智能技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)故障情況的合理分析，并及時(shí)提出對(duì)應(yīng)的解決措施。工作人員通過對(duì)智能一次設(shè)備技術(shù)的使用來掌握整個(gè)設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)，同時(shí)科學(xué)預(yù)測(cè)設(shè)備的使用壽命。在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，智能化一次設(shè)備的利用可以保證電網(wǎng)運(yùn)行的安全與穩(wěn)定。智能一次設(shè)備的布局比較緊湊，能夠減少大量的使用面積，根據(jù)采集到的實(shí)際數(shù)據(jù)，減少電力系統(tǒng)運(yùn)行中存在的風(fēng)險(xiǎn)，減少維護(hù)工作人員的工作任務(wù)。根據(jù)我國(guó)智能一次設(shè)備的相關(guān)規(guī)定與規(guī)范，對(duì)智能一次設(shè)備進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，主要包含以下幾點(diǎn)。第一，傳感器、執(zhí)行器與高壓設(shè)備的一體化設(shè)計(jì)工作；第二，互感器、變壓器與斷路器的一體化設(shè)計(jì)工作；第三，智能組件中的測(cè)量、控制、計(jì)量與保護(hù)工作的一體化設(shè)計(jì)。

2.4 智能變電站應(yīng)具備的高級(jí)功能

要實(shí)現(xiàn)變電站的智能化，變電站必定具有一些高級(jí)別的應(yīng)用功能。比如，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、多種技術(shù)的結(jié)合進(jìn)行故障診斷、對(duì)故障進(jìn)行預(yù)警與智能化的處理技術(shù)等。具體表現(xiàn)為：第一，對(duì)智能變電站中的設(shè)備進(jìn)行全面的在線監(jiān)測(cè)，可以提高設(shè)備的檢修效率，同時(shí)獲得運(yùn)行中的實(shí)際數(shù)據(jù)。第二，對(duì)信息進(jìn)行融合，主要是為了對(duì)獲取的信息進(jìn)行有效分析與處理。多信息融合技術(shù)的使用實(shí)現(xiàn)了對(duì)收集信息的優(yōu)化處理。第三，智能預(yù)警技術(shù)與智能處理措施的使用。在智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)中，安裝智能預(yù)警與故障信息的綜合處理分析系統(tǒng)，可以及時(shí)處理故障設(shè)備，保證變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3 智能變電站技術(shù)的應(yīng)用分析

3.1 一次變電設(shè)備的智能化

對(duì)于智能變電站技術(shù)的使用，最突出的是實(shí)現(xiàn)高壓配電設(shè)備的智能化應(yīng)用。在規(guī)定的范圍內(nèi)建立一套智能控制系統(tǒng)，通過電能的傳感器與計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)電力運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)化處理。智能變電站技術(shù)的使用，促進(jìn)了機(jī)械設(shè)備一體化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，將電能傳感器與高壓設(shè)備連接，保證了檢測(cè)與實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)發(fā)展相一致。

3.2 變電設(shè)備整體監(jiān)測(cè)

智能變電站中技術(shù)的使用，需要借助計(jì)算機(jī)終端控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的全面監(jiān)督與控制。通過計(jì)算機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)的使用，可以獲取更多的變電設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、電力系統(tǒng)的輸入輸出狀態(tài)等。篩選收集的信息，刪除無用的數(shù)據(jù)，可以提高設(shè)備監(jiān)控的工作效率。另外，要重視智能變電站技術(shù)中整體監(jiān)測(cè)過程中存在的問題。相關(guān)的變電站可以結(jié)合實(shí)際狀態(tài)對(duì)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行檢監(jiān)測(cè)，從而保證設(shè)備的正常運(yùn)行[3]。

3.3 線路綜合故障控制

智能變電站對(duì)數(shù)據(jù)采集技術(shù)的使用，可以保證智能變電站運(yùn)行中出現(xiàn)故障的排除能力與數(shù)據(jù)的處理能力。通過使用數(shù)據(jù)庫(kù)模型技術(shù)、在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、故障的診斷數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、先進(jìn)的狀態(tài)專斷技術(shù)以及狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，極大地提高了變電站的工作效率。在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，將運(yùn)行參數(shù)與運(yùn)行特點(diǎn)準(zhǔn)確輸入診斷系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)智能變電站設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境與運(yùn)行狀態(tài)的管理與檢測(cè)。然后，對(duì)整個(gè)管理與檢測(cè)的過程進(jìn)行評(píng)價(jià)與分析，實(shí)現(xiàn)了線路的全面故障分析與控制。另外，智能變電站中的智能防誤系統(tǒng)，相比于傳統(tǒng)的變電站技術(shù)，增加了多層的自動(dòng)化封閉功能。比如：站控端的智能閉鎖功能，一旦間隔層的閉鎖功能出現(xiàn)問題，就可以有效的閉鎖終端，降低智能變電站發(fā)生連續(xù)故障的概率，減少變電站的經(jīng)濟(jì)損失。

3.4 智能報(bào)警功能

通過分析決策系統(tǒng)的應(yīng)用，需要對(duì)智能變電站建立一套完善的警報(bào)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)變電站運(yùn)行中的警報(bào)功能，確保智能變電站在發(fā)生故障時(shí)能夠及時(shí)告知工作人員與管理人員。變電站設(shè)備在運(yùn)行時(shí)，通過分析決策系統(tǒng)能夠保證在最短的時(shí)間內(nèi)對(duì)智能變電設(shè)備產(chǎn)生的相關(guān)數(shù)據(jù)與信息進(jìn)行收集、整理，對(duì)其中的故障信息進(jìn)行識(shí)別，并排除無用的信息，確保智能報(bào)警功能的準(zhǔn)確性。同時(shí)，通過分析決策系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析，可以了解故障的基本情況，進(jìn)而協(xié)助終端控制系統(tǒng)進(jìn)行故障分析與判斷。通過故障相關(guān)數(shù)據(jù)的反饋，可為檢修工作人員提供重要的檢修建議與方法，提高檢修工作的效率與準(zhǔn)確性。為了實(shí)現(xiàn)故障信息的真實(shí)性與及時(shí)性，智能報(bào)警功能系統(tǒng)可以對(duì)報(bào)警機(jī)制進(jìn)行間隔設(shè)置，從而確保故障出現(xiàn)時(shí)可以及時(shí)做出反應(yīng)。

4 智能變電站運(yùn)行管理的實(shí)現(xiàn)路徑

4.1 智能變電站的運(yùn)行管理

針對(duì)智能變電站的運(yùn)行情況進(jìn)行安全檢查工作，主要是為了保證運(yùn)行的穩(wěn)定與安全。智能變電站中的順空系統(tǒng)與自動(dòng)化管理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)故障設(shè)備的隔離，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的自動(dòng)安全保護(hù)。進(jìn)行巡視管理時(shí)，一般采取兩種方式，即現(xiàn)場(chǎng)巡視和遠(yuǎn)程巡視，從而保證對(duì)變電站的全面綜合管理。另外，通過實(shí)時(shí)、在線的故障檢測(cè)診斷技術(shù)，可確保在線掌握智能變電站的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。工作人員主要是對(duì)系統(tǒng)的相關(guān)指令與密令進(jìn)行管理，從而保證命令與信息的真實(shí)反饋。此外，要將這些反饋信息等記錄在數(shù)據(jù)庫(kù)的管理系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)一體化，全面防范、掌握智能變電站運(yùn)行過程中存在的風(fēng)險(xiǎn)與問題。最后，加強(qiáng)對(duì)智能變電站中的防誤運(yùn)行系統(tǒng)的控制，減少負(fù)荷拉、合刀閘等問題的出現(xiàn)。減少運(yùn)行過程中不良事件與問題的發(fā)生，采取通信的閉鎖方式，保證防誤閉鎖裝置在監(jiān)控系統(tǒng)中的正確遠(yuǎn)程操控與管理[4]。

4.2 智能變電站的設(shè)備管理

與傳統(tǒng)的變電站相比較，智能變電站的使用更具有自動(dòng)化與智能化。通過對(duì)設(shè)備構(gòu)建的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè)分析，正確判斷、把握設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的影響原因，從而更好地保證智能變電站相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定與安全，提高整個(gè)變電站的管理水平。

4.3 智能變電站的操作管理

智能變電站的管理決定了電力系統(tǒng)運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)的安全與質(zhì)量。智能變電站的操作管理工作主要是從操作流程、操作模式與操作規(guī)范出發(fā)，對(duì)智能變電站的順控操作、壓板操作、定值操作等進(jìn)行全面管理與分析。利用具有針對(duì)性的管理措施，減少在操作過程中出現(xiàn)的問題。在操作管理過程中，要確保操作規(guī)范的準(zhǔn)確，根據(jù)流程執(zhí)行操作，同時(shí)要認(rèn)真核對(duì)與計(jì)算，確?？刂七^程的安全。另外，在操作軟壓板與硬壓板時(shí)，要合理控制與管理運(yùn)行的間隔。

4.4 智能變電站信息管理

在智能變電站的運(yùn)行中，信息管理具有重要作用。信息的內(nèi)容直接決定了決策的具體管理措施。通過對(duì)智能變電站中各種信息的收集、分析、處理，嚴(yán)格根據(jù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行管理，從而保證整個(gè)變電站運(yùn)行的穩(wěn)定性、規(guī)范性與安全性，確保電力能源的正常運(yùn)行與供給[5]。

5 結(jié) 論

綜上所述，在我國(guó)高速發(fā)展的社會(huì)經(jīng)濟(jì)中，電力能源的正常供給與應(yīng)用占據(jù)了重要位置。隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)水平的提高，整個(gè)電力運(yùn)行系統(tǒng)中對(duì)智能化、自動(dòng)化技術(shù)的使用也得到了很大發(fā)展，其中智能變電站屬于整個(gè)電力系統(tǒng)的核心力量。智能變電站的廣泛應(yīng)用，不僅可以提高我國(guó)電力行業(yè)的運(yùn)行效率與經(jīng)濟(jì)效益，還可以對(duì)整個(gè)運(yùn)行過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控與分析，從而保證我國(guó)電力事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。