智能變電站及其技術(shù)特點(diǎn)分析

陳 誠(chéng)

(天津泰達(dá)電力有限公司 天津 300450)

智能變電站是采用先進(jìn)、可靠、集成、低碳、環(huán)保技術(shù)的智能設(shè)施，以實(shí)現(xiàn)全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動(dòng)提供信息采集、測(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測(cè)等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)、在線(xiàn)分析決策、協(xié)同互動(dòng)。智能變電站技術(shù)是變電站自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展中具有里程碑意義的一次變革，對(duì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)效益的提升將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，在系統(tǒng)可靠性、經(jīng)濟(jì)性、維護(hù)簡(jiǎn)便性等方面均比常規(guī)變電站有更大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

1 智能變電站的概念

城市電網(wǎng)的鋪設(shè)離不開(kāi)變電站的輸配與統(tǒng)籌，只有變電站正常運(yùn)行才能夠?qū)㈦娔馨踩斔偷匠鞘械拿恳惶?，而智能化這一概念的產(chǎn)生，源自城市所面臨的日益增長(zhǎng)的用電需求壓力，為滿(mǎn)足區(qū)域電網(wǎng)與新能源的大規(guī)模接入，自然要針對(duì)變電站這一核心設(shè)施的處理效能進(jìn)行更高的規(guī)劃。

智能變電站的定義在于將信息智能化的發(fā)展成果應(yīng)用在電網(wǎng)領(lǐng)域的管理上，從而將可持續(xù)發(fā)展的理念貫穿于高效、穩(wěn)固和集中的目標(biāo)運(yùn)用中，用以塑造更加智能化的設(shè)備替代原有變電站平臺(tái)的落后與低效，最終依靠科學(xué)的手段將控制管理與理論分析應(yīng)用在城市電網(wǎng)的鋪設(shè)上。

相較于傳統(tǒng)的變電站設(shè)計(jì)，智能變電站有更加完善的操作性能與信息共享能力，同時(shí)對(duì)于線(xiàn)路梳理也有著非常強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)，在滿(mǎn)足城市電網(wǎng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性的同時(shí)兼有諸多未來(lái)發(fā)展的可能性。

此外，從現(xiàn)有情況來(lái)探究，智能化變電站讓電力的統(tǒng)籌效率更高，對(duì)可能發(fā)生的設(shè)備事故具有預(yù)估能力，不但保障了城市基本用電的需求，更減少了因?yàn)閿嚯姸鴮?dǎo)致的經(jīng)濟(jì)、財(cái)產(chǎn)損失。就信息共享方面而言，智能化變電站也有別于傳統(tǒng)變電站，通過(guò)智能化的統(tǒng)籌可以將圖像與環(huán)境等實(shí)時(shí)信息更加及時(shí)地輸送給必要單位，使得站點(diǎn)信息的傳輸更加高效且安全可靠。同樣自動(dòng)化的變電站操作模式，也可以減少變電站在工作過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)，并可以通過(guò)數(shù)字化的信息為維修人員提供更加確切的數(shù)據(jù)預(yù)警，從而提高城市電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2 智能變電站的主要技術(shù)特征

2.1 信息交互網(wǎng)絡(luò)化

在智能變電站中，傳統(tǒng)的電磁型互感器已經(jīng)被淘汰，電子互感器得到廣泛運(yùn)用。電子互感器的優(yōu)點(diǎn)是能耗低、效率高，而其他模塊裝置已經(jīng)演變成為邏輯功能模塊，不再負(fù)責(zé)信息的傳遞，減少了設(shè)備的壓力，提升了設(shè)備的運(yùn)行效率。

2.2 設(shè)備操作智能化

當(dāng)前，智能變電站的斷路器已歷經(jīng)多次演變，以電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的控制回路成為主流的斷路器。智能斷路器系統(tǒng)主要包含控制單元、智能接口、控制軟件三大部分。在智能斷路器中嵌入的電壓以及電流變換器，取代了傳統(tǒng)的機(jī)械式輔助和開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)了斷路器智能化。

2.3 設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)

對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，必須基于有效的設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)分析檢測(cè)到的數(shù)據(jù)，確定檢修時(shí)間和檢修項(xiàng)目。

2.4 具有高度集成性

智能變電站能有效地把當(dāng)代發(fā)展迅速的通信技術(shù)、虛擬電廠技術(shù)、信息傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和微網(wǎng)技術(shù)等高度融合，由此使其數(shù)據(jù)采集和處理更加簡(jiǎn)單精確。

3 提高繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的途徑

3.1 電壓限定延時(shí)

在智能變電站正常運(yùn)行中，可能會(huì)因?yàn)樨?fù)荷電流等因素出現(xiàn)外部斷路的故障而引發(fā)跳閘，這將嚴(yán)重制約繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。為此，在變電站運(yùn)行中可以采用電壓限定延時(shí)的方式，這樣可以及時(shí)測(cè)量變電站中線(xiàn)路的電流變化。一旦發(fā)現(xiàn)超負(fù)荷電流，系統(tǒng)就會(huì)及時(shí)發(fā)出警報(bào)，為繼電保護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供保障。

3.2 完善線(xiàn)路保護(hù)方案

目前變電站線(xiàn)路中對(duì)電力系統(tǒng)的保護(hù)都是通過(guò)縱聯(lián)差動(dòng)的方式進(jìn)行的，對(duì)于電力系統(tǒng)的變電站、發(fā)電廠、高低壓配電等，要通過(guò)不斷完善其配電線(xiàn)路保護(hù)方案，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障，提高繼電保護(hù)運(yùn)行的可靠性。隨著繼電保護(hù)的智能化發(fā)展，還要從管理模式上順應(yīng)其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行改變。因此，要不斷優(yōu)化繼電保護(hù)的管理模式，全面推廣應(yīng)用智能變電站技術(shù)。

3.3 提升專(zhuān)業(yè)人員業(yè)務(wù)水平

在繼電保護(hù)中運(yùn)用智能變電站技術(shù)，要求不斷提高繼電保護(hù)專(zhuān)業(yè)人員的計(jì)算機(jī)操作技能和相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)知識(shí)，提升其業(yè)務(wù)水平。這樣才能使其更好地適應(yīng)信息時(shí)代的發(fā)展以及繼電保護(hù)的智能化發(fā)展需求，加強(qiáng)智能變電站技術(shù)在繼電保護(hù)中的應(yīng)用。

4 智能變電站前景

智能電網(wǎng)建設(shè)是符合我們國(guó)家電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展需求的方式，也適合我們國(guó)家能源的分布情況。它對(duì)于現(xiàn)在無(wú)污染高效的太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行的適應(yīng)性很強(qiáng)，也能在更大范圍高效地利用能源。目前運(yùn)行中的智能變電站雖然還不夠成熟，但依然是智能電網(wǎng)建設(shè)的核心，有著廣闊的前景和實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)換的優(yōu)勢(shì)。

國(guó)家的發(fā)展離不開(kāi)城市電網(wǎng)的發(fā)展，只有電力穩(wěn)定且滿(mǎn)足當(dāng)前日常生產(chǎn)與生活的需求，才能夠保證國(guó)民經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步提升，而智能變電站是我國(guó)現(xiàn)今著重開(kāi)發(fā)的新型項(xiàng)目，也是未來(lái)變電站發(fā)展的必然趨勢(shì)。因此，熟知這一新型技術(shù)的同時(shí)將它合理運(yùn)用在城市電網(wǎng)的建設(shè)中去，才能夠替換掉傳統(tǒng)變電站的工作模式，在信息化時(shí)代中更科學(xué)地進(jìn)行管理，發(fā)掘電力系統(tǒng)在城市基礎(chǔ)建設(shè)中的潛力。