智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)一體化技術(shù)探討

陳曉彤

摘要：近年來(lái)，社會(huì)發(fā)展帶動(dòng)了電力能源需求量的上升，為了實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的有效控制，合理調(diào)配電力資源，我國(guó)逐步開(kāi)展了智能化電網(wǎng)的建設(shè)工作。智能變電站作為當(dāng)今電網(wǎng)的關(guān)鍵組成部分，其智能化及自動(dòng)化水平直接影響到智能電網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用效果。本文簡(jiǎn)要分析了我國(guó)智能變電站的建設(shè)、研究現(xiàn)狀及智能變電站的常見(jiàn)問(wèn)題，并提出了相對(duì)有效的解決措施。

關(guān)鍵詞：智能化；變電站；自動(dòng)化系統(tǒng)；一體化技術(shù)

引言：

隨著世界各國(guó)對(duì)于智能電網(wǎng)的認(rèn)可程度不斷提高，絕大多數(shù)國(guó)家均把提高智能電網(wǎng)的智能化水平視為發(fā)展的基礎(chǔ)。我國(guó)的智能電網(wǎng)于2011年正式進(jìn)入研究設(shè)計(jì)階段，其發(fā)展速度較為迅速，未來(lái)勢(shì)必會(huì)實(shí)現(xiàn)全面覆蓋。在這一背景之下，加強(qiáng)智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)一體化技術(shù)的研究具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

一、我國(guó)智能變電站的現(xiàn)狀

信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用為實(shí)現(xiàn)智能變電站提供了契機(jī)。近十幾年，智能變電站先后經(jīng)歷了三次大規(guī)模的變革升級(jí)。由于受到技術(shù)手段限制，地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃的影響，現(xiàn)有智能變電站的普及率較低，大多數(shù)地區(qū)依然處于試點(diǎn)使用的狀態(tài)，并沒(méi)有進(jìn)行大規(guī)模的推廣，大部分變電站自動(dòng)化系統(tǒng)依然不具備智能化的特征。

二、智能變電站所面臨的主要問(wèn)題

（一）技術(shù)問(wèn)題

隨著我國(guó)智能變電站研究的不斷深入，其技術(shù)層面所暴露出的問(wèn)題主要集中在以下幾點(diǎn)：一是智能自動(dòng)化水平不成熟。智能變電站包含了大量的先進(jìn)技術(shù)，但是很多技術(shù)我國(guó)目前不具備獨(dú)立研發(fā)的能力，還要引進(jìn)國(guó)外的研究成果，這在一定程度上阻礙了智能變電站的發(fā)展。二是二次設(shè)備多。二次設(shè)備是變電站的關(guān)鍵組成部分，與常規(guī)變電站相比，智能變電站應(yīng)用的二次設(shè)備的種類和數(shù)量都多出高幾倍，這無(wú)疑提高了變電站的整體復(fù)雜性，也同時(shí)降低了站內(nèi)運(yùn)行的可靠性[2]。三是生產(chǎn)能力差?，F(xiàn)階段，我國(guó)能夠獨(dú)立研發(fā)生產(chǎn)智能變電站裝置的企業(yè)較少，大部分企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平不滿足實(shí)際應(yīng)用，無(wú)法與歐美等國(guó)家的產(chǎn)品相媲美。由此可見(jiàn)，如何加強(qiáng)設(shè)備研發(fā)領(lǐng)域的深入，破解技術(shù)屏障就成為了各個(gè)企業(yè)必須去面對(duì)的問(wèn)題。四是缺少統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。推廣智能變電站前期，相關(guān)部門沒(méi)有根據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況及時(shí)制定完善的智能變電站技術(shù)規(guī)范和管理標(biāo)準(zhǔn)，在技術(shù)匱乏，檢測(cè)手段單一的環(huán)境下，嚴(yán)重影響了相應(yīng)設(shè)計(jì)工作的順利開(kāi)展，更導(dǎo)致設(shè)計(jì)質(zhì)量參差不齊。五是功能研發(fā)缺少創(chuàng)新型。智能變電站的先進(jìn)化特征決定了其成為一個(gè)多功能的綜合體，針對(duì)變電站的功能開(kāi)發(fā)工作自然成為了研發(fā)工作的重點(diǎn)。但在技術(shù)水平尚不成熟的條件下，功能研發(fā)的效果也不盡人意，更不能滿足實(shí)際需求。

（二）設(shè)計(jì)問(wèn)題

智能變電站設(shè)計(jì)存在以下幾個(gè)方面問(wèn)題：一是二次設(shè)備一體化設(shè)計(jì)方面的問(wèn)題。由于現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)缺少智能站的相關(guān)新版設(shè)計(jì)規(guī)范，進(jìn)而在開(kāi)展智能變電站二次設(shè)備一體化設(shè)計(jì)時(shí)只能從常規(guī)站設(shè)計(jì)中參考經(jīng)驗(yàn)，勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生技術(shù)不兼容的情況，導(dǎo)致無(wú)法實(shí)際投用。二是二次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問(wèn)題。不同類型的變電站在二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面存在明顯的差異，因而以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)已無(wú)法再次應(yīng)用。三是線路鋪設(shè)問(wèn)題。智能變電站在結(jié)構(gòu)上與常規(guī)變電站存在差異，因而線路的鋪設(shè)也勢(shì)必存在區(qū)別，傳統(tǒng)的線路鋪設(shè)設(shè)計(jì)及經(jīng)驗(yàn)顯然不能滿足智能變電站的實(shí)際需求。四是不可預(yù)見(jiàn)性問(wèn)題。不可預(yù)見(jiàn)性問(wèn)題指的是無(wú)法有效控制的問(wèn)題，其直接決定了智能變電站的運(yùn)行效率及使用壽命。

（三）安裝調(diào)試問(wèn)題

智能變電站的安裝、調(diào)試及檢測(cè)工作對(duì)于工作人員的專業(yè)性提出了全新的要求，操作過(guò)程中必須使用專用的檢修工具，一般的用戶很難獨(dú)立完成，這也增加了變電站生產(chǎn)企業(yè)的工作壓力。此外，智能站的復(fù)雜特征決定了參與調(diào)試維護(hù)的工作人員需要具備更高的專業(yè)素質(zhì)，這無(wú)疑增加用戶的人員成本。

（四）運(yùn)維管理問(wèn)題

智能變電站的運(yùn)維管理更是不能忽視的問(wèn)題：一是運(yùn)維人員業(yè)務(wù)水平有待提升。一般情況下，運(yùn)維人員不會(huì)直接參與到智能站的前期建設(shè)工作當(dāng)中，這導(dǎo)致運(yùn)維人員對(duì)智能站的整體結(jié)構(gòu)不夠了解，在實(shí)際工作的過(guò)程中不能及時(shí)準(zhǔn)確的找到設(shè)備故障發(fā)生原因及其影響范圍，最終導(dǎo)致處理結(jié)果存在一定的風(fēng)險(xiǎn)性。二是虛端子規(guī)范性不足。傳統(tǒng)變電站微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置通過(guò)端子排間的電纜連接方式來(lái)實(shí)現(xiàn)一二次設(shè)備間的相互配合，智能變電站的出現(xiàn)則改變了這一設(shè)計(jì)，運(yùn)用光纖和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆绞綄?shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功能。而虛端子設(shè)計(jì)模型沒(méi)有規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，不同廠家的定義方式不同且不透明，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試人員要經(jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)試才能保證裝置虛端子連接的正確性，大大降低了工作效率。三是“三層兩網(wǎng)”中交換機(jī)的影響。由于智能變電站網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)，站內(nèi)應(yīng)用了大量的工業(yè)交換機(jī)，交換機(jī)的裝置異常、流量問(wèn)題、通訊問(wèn)題及延時(shí)等問(wèn)題，都將造成大面積的網(wǎng)絡(luò)故障，從而嚴(yán)重影響設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸。四是組網(wǎng)方式的影響。智能變電站過(guò)程層“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”直采直跳的保護(hù)組網(wǎng)方式，保護(hù)裝置與合并單元連接，雖然不依賴交換機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，但是裝置光口數(shù)量增多，接線復(fù)雜，同一時(shí)間的通信壓力驟增，該方式下最大的問(wèn)題是不能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，增加了設(shè)備運(yùn)維和故障分析的難度。

三、智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)一體化技術(shù)的發(fā)展原則

在實(shí)現(xiàn)智能變電站一體化技術(shù)研究時(shí)，相關(guān)研究人員需要堅(jiān)持以下幾點(diǎn)發(fā)展原則：一是標(biāo)準(zhǔn)化原則。智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)一體化技術(shù)需要在標(biāo)準(zhǔn)層面進(jìn)行嚴(yán)格的控制，用戶需要確保其滿足現(xiàn)行的規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)，如IEC61850等。用戶需要及時(shí)查詢相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的更新及制定情況，便于更新設(shè)計(jì)方案。二是規(guī)范化原則。在開(kāi)展設(shè)計(jì)工作時(shí)，用戶需要堅(jiān)持分散式的設(shè)計(jì)原則，并根據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)象的不同采取不同的設(shè)計(jì)理念，最終實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備和二次設(shè)備的有效融合。用戶不斷優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，建立區(qū)域保護(hù)和監(jiān)控系統(tǒng)。三是一體化原則。用戶進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要堅(jiān)持一體化的設(shè)計(jì)原則，將諸多原本具有一定獨(dú)立性的設(shè)備裝置融合在一起，實(shí)現(xiàn)真正意義上的一體化，最大程度的提高運(yùn)行效率。目前這一設(shè)計(jì)原則已經(jīng)被多數(shù)權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)定為智能變電站的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

四、結(jié)語(yǔ)

綜合來(lái)看，盡管我國(guó)智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)一體化技術(shù)發(fā)展迅速，但其存在的問(wèn)題同樣不可忽視。相關(guān)從業(yè)人員應(yīng)不斷加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)水平，積極攻克技術(shù)難題，堅(jiān)持階段化發(fā)展的理念，逐步加快自動(dòng)化系統(tǒng)一體化技術(shù)的升級(jí)，最終實(shí)現(xiàn)我國(guó)智能變電站的不斷發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：國(guó)網(wǎng)北京朝陽(yáng)供電公司）