智能變電站發(fā)展與未來(lái)

劉愛(ài)君 李夢(mèng)雨

【摘 要】現(xiàn)如今，隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，智能變電站是通過(guò)在變電站中采用先進(jìn)、可靠、集成的智能設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)全站信息數(shù)字化，具備支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制等高級(jí)功能的變電站。智能電網(wǎng)則是由這些智能變電站及信息化設(shè)備構(gòu)建而成。文章論述了智能變電站概念、技術(shù)優(yōu)點(diǎn)以及對(duì)變電站未來(lái)技術(shù)發(fā)展提出了展望。

【關(guān)鍵詞】智能變電站；發(fā)展；未來(lái)

引言

目前，我國(guó)的電力部門有多種發(fā)電方式。智能化系統(tǒng)的出現(xiàn)，將各種發(fā)電方式有效整合到一起，不同能源轉(zhuǎn)換成的電能，在智能系統(tǒng)的輔助下，順利接入大電網(wǎng)。各地區(qū)的電力輸送效率明顯提升，電力部門在資源整合工作上進(jìn)步很大?？梢钥闯?，智能化是目前電網(wǎng)發(fā)展的主要研究方向。

1智能變電站的概念

城市電網(wǎng)的鋪設(shè)離不開變電站的輸配與統(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)于線路梳理也有著非常強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)，在滿足城市電網(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技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

2.1智能變電站具備精準(zhǔn)的數(shù)字化測(cè)量技術(shù)

智能變電站能夠大范圍使用光電互感器，克服了傳統(tǒng)的互感器存在的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)高精度的數(shù)字化測(cè)量數(shù)據(jù)，成為了智能變電站的高級(jí)感官系統(tǒng)，能夠?qū)⑵溆糜诒Ｗo(hù)和監(jiān)控等高速遙感、遙測(cè)系統(tǒng)，提高測(cè)量精度，保證準(zhǔn)確率。

2.2智能變電站能夠具備智能自動(dòng)控制

智能變電站中最重要智能部分就是智能化控制，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高度集成的智能自動(dòng)控制成為了核心的部分，變電站智能化能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)參考預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)字化預(yù)測(cè)的結(jié)果進(jìn)行比較，通過(guò)最優(yōu)控制等等方案，處理出滿足變電站集約化管理等要求，并且能夠自動(dòng)識(shí)別電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)可能出現(xiàn)的事故進(jìn)行預(yù)防，增強(qiáng)電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。

2.3智能變電站能夠?qū)崿F(xiàn)智能化監(jiān)視系統(tǒng)

智能變電站具備對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)采集狀態(tài)信息，并將其狀態(tài)信息進(jìn)行可視化重整并上傳，作為優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)運(yùn)行和設(shè)備安全運(yùn)行提供大數(shù)據(jù)支撐，并能夠?qū)ο到y(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控，并對(duì)實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)的故障進(jìn)行分析和處理，為實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供思路和依據(jù)。

2.4智能變電站能夠具備安全兼容的分布式電源

隨著電網(wǎng)系統(tǒng)的擴(kuò)大，大量分布式電源接入會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生一定程度的影響，智能變電站能夠參照市場(chǎng)調(diào)控的準(zhǔn)則，實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠、電網(wǎng)和用戶之間最優(yōu)選擇情況，結(jié)合配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，構(gòu)建智能的儲(chǔ)能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定的分布式電源。

3發(fā)展及前景

3.1發(fā)展現(xiàn)狀

在傳統(tǒng)變電站的基礎(chǔ)上，融入智能系統(tǒng)，使得現(xiàn)代電網(wǎng)的穩(wěn)定性明顯提升。與其他行業(yè)相比，智能變電站非常適應(yīng)我國(guó)現(xiàn)階段的電力部門發(fā)展，因此其推廣過(guò)程十分順利。智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)的區(qū)別主要體現(xiàn)在以下幾方面：設(shè)備智能。用于電網(wǎng)運(yùn)行的某些設(shè)備，其內(nèi)部安裝有智能芯片，可對(duì)電力系統(tǒng)出現(xiàn)的某些故障做出簡(jiǎn)單的反應(yīng)。當(dāng)自身反應(yīng)機(jī)制不能應(yīng)對(duì)故障時(shí)，設(shè)備會(huì)自動(dòng)斷電，處于待機(jī)狀態(tài)，將電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失降到最低；信息傳輸及時(shí)。此過(guò)程主要依賴于強(qiáng)大的通信技術(shù)，如光纖通信。地區(qū)間各變電站之間信息互通，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電力資源的最優(yōu)化調(diào)度，避免電能浪費(fèi)；狀態(tài)監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)過(guò)程是由各種傳感裝置完成的，如電壓、電流等傳感器，設(shè)備和電能傳輸?shù)臓顟B(tài)處于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)之下，工作人員可根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)可能發(fā)生的故障，從而有針對(duì)性地采取防護(hù)措施，減少故障發(fā)生的頻次。

3.2前景分析

在信息技術(shù)快速發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)中，變電站的智能化改造是電力系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)?；趯?duì)現(xiàn)階段電網(wǎng)運(yùn)行的考察，筆者對(duì)變電站未來(lái)的發(fā)展方向做出以下預(yù)測(cè)：集成化。傳統(tǒng)的機(jī)電保護(hù)器只包括相應(yīng)的集成電路。未來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)將被集成到集成電路中。在測(cè)控過(guò)程中，計(jì)算機(jī)會(huì)將各項(xiàng)數(shù)據(jù)記錄下來(lái)，整理后傳輸?shù)较鄳?yīng)的存儲(chǔ)單元。當(dāng)電網(wǎng)某一部位的運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)，計(jì)算機(jī)可充當(dāng)信息交流的媒介，及時(shí)向控制終端反饋故障情況，這對(duì)縮短故障維修時(shí)間有很大的促進(jìn)作用。此外，在相關(guān)技術(shù)的相互配合下，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)故障的預(yù)測(cè)，減少電網(wǎng)故障頻率，進(jìn)而降低維修成本。在智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展之下，我國(guó)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的重要性，并且已經(jīng)開始著手完善相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。相信在對(duì)零部件型號(hào)、規(guī)格等的嚴(yán)格規(guī)范下，系統(tǒng)組裝后兼容性會(huì)有很大提升，電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、流暢性會(huì)大大增加。

結(jié)語(yǔ)

目前，智能變電站的建設(shè)勢(shì)頭強(qiáng)勁，越來(lái)越多的智能變電站將會(huì)投入運(yùn)行，自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用也將越來(lái)越廣泛。本文概述了智能變電站自動(dòng)化的概念、特征以及國(guó)內(nèi)智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，重點(diǎn)分析了智能變電站自動(dòng)化發(fā)展建設(shè)中出現(xiàn)的問(wèn)題，并對(duì)其中部分實(shí)際問(wèn)題提出了相關(guān)的解決方案。在智能變電站的建設(shè)中還有許多關(guān)鍵的技術(shù)難點(diǎn)有待研究和解決，這將是一項(xiàng)復(fù)雜而又多學(xué)科的系統(tǒng)工程。但任何新技術(shù)的發(fā)展都會(huì)面臨相關(guān)的問(wèn)題，智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)將會(huì)在不斷解決新問(wèn)題、應(yīng)用新技術(shù)的過(guò)程中得到新的發(fā)展。

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（作者單位：國(guó)網(wǎng)焦作供電公司）