智能變電站技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢探析

劉毅恒

摘要：智能變電站作為智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，是電網(wǎng)節(jié)點的控制單位，同時也是保障電網(wǎng)運行安全、穩(wěn)定的關(guān)鍵部分。智能變電站的自動化運行有助于對數(shù)據(jù)采集優(yōu)化，本文首先闡述了智能變電站技術(shù)的現(xiàn)狀，并對其運用現(xiàn)狀進行分析，進而對發(fā)展趨勢作出預(yù)測，分析結(jié)果能夠為有關(guān)單位提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：電力安全，誠信，文化體系，分析研究

引言：智能變電站是采用智能化的設(shè)備，對變電站中的數(shù)字化信息即運行產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，進行采集與監(jiān)測，通過通信平臺網(wǎng)絡(luò)化和信息共享實現(xiàn)變電站工作的智能標(biāo)準(zhǔn)化。智能變電站能夠根據(jù)用戶需求的變化，對所覆蓋的電網(wǎng)進行自動化、實時地控制，提供輔助在線分析決策能力。早期，先是變電站自動化技術(shù)在電網(wǎng)中進行應(yīng)用，直到21世紀(jì)初期，有關(guān)數(shù)字化變電站的標(biāo)準(zhǔn)才被確定。近年來，智能電網(wǎng)作為國家電網(wǎng)的戰(zhàn)略要求，有關(guān)研究越來越多。智能變電站技術(shù)在一定程度上決定了智能電網(wǎng)的智能程度，因此，對其展開研究有助于智能電網(wǎng)的發(fā)展。

1.智能變電站技術(shù)的研究現(xiàn)狀

1.1國外研究現(xiàn)狀

目前，有關(guān)智能變電站技術(shù)的研究國外處于領(lǐng)先地位。以西門子、ABB等為代表的公司研發(fā)了較多變電站的智能化設(shè)備，雖未實現(xiàn)系統(tǒng)化的落地實施，但根據(jù)其單個環(huán)節(jié)的應(yīng)用可以得知已取得階段性研究成果。ABB公司設(shè)計研發(fā)的GIS設(shè)備，集成了智能斷路器和互感器等元部件，實現(xiàn)了簡易的保護、監(jiān)測與控制功能。由ABB、西門子和阿爾斯通公司已對間隔層設(shè)備進行了互操作實驗，實現(xiàn)結(jié)果表現(xiàn)良好，具備落地可能。國外歐美等發(fā)達國家對IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的智能變電站應(yīng)用較少，但學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為未來智能變電站的基礎(chǔ)應(yīng)是以IEC61850標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，因此，伴隨著最新的IEC61850標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展與應(yīng)用，智能變電站江面另更加智能、更為廣闊的發(fā)展空間。

1.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀

2004年，伴隨著IEC61850標(biāo)準(zhǔn)在國內(nèi)數(shù)字化變電站進行試點應(yīng)用，標(biāo)志我國踏入了智能變電站時代。2009年，國網(wǎng)對建設(shè)智能電網(wǎng)、智能變電站提出了發(fā)展規(guī)劃，推出了一些列標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范以推進我國智能變電站技術(shù)的發(fā)展。從此，我國智能變電站得到了快速的發(fā)展。截止2018年底，國內(nèi)智能變電站數(shù)量已突破6000余座。變電環(huán)節(jié)智能化建設(shè)總投資已超越3500億。目前，在一次設(shè)備智能化領(lǐng)域中，我國已取得較好的進展，對于智能變電站相關(guān)設(shè)備的研究也已進行了大量的工作，國內(nèi)智能變電站二次設(shè)備多采用分層分布式結(jié)構(gòu)，其功能較為獨立，具備較好的可靠性，但維護成本也相對較高，并且對系統(tǒng)的協(xié)調(diào)和優(yōu)化較差。但隨著技術(shù)的進步，二次設(shè)備將是未來發(fā)展的主流。

2.智能變電站技術(shù)的運用現(xiàn)狀

2.1人員專業(yè)能力需提升

智能變電站不同于傳統(tǒng)變電站，其工作質(zhì)量和生產(chǎn)速度均遠遠高于傳統(tǒng)模式。當(dāng)下，智能變電站的精密化程度仍在繼續(xù)攀升，操作與功能更趨向于自動化和智能化。由于智能變電站自帶高精尖技術(shù)，因此出現(xiàn)了工作人員專業(yè)能力不足，跟不上智能變電站技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了工作困境。具體來講，我國電力行業(yè)近年發(fā)展迅猛，原有的運維模式已經(jīng)逐漸的難以適用于現(xiàn)代智能化設(shè)備的運行和維護，但短期內(nèi)工作模式轉(zhuǎn)型難度較大。針對長期從事傳統(tǒng)運維工作的技術(shù)人員而言，并不能夠保證智能變電站的自動化設(shè)備得到及時的維護，為其長期良好的運行帶來了隱患。其二，當(dāng)現(xiàn)有技術(shù)人員不能熟練操作智能化設(shè)備時，一旦設(shè)備出現(xiàn)問題無法運轉(zhuǎn)，很難在第一時間解決問題，甚至不當(dāng)?shù)牟僮鬟€會加重問題的惡化，更加影響了智能變電站的運行。

2.2繼電保護與檢修技術(shù)存在隱患

在智能變電站中，變電站的繼電保護誰額對于整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定起著至關(guān)重要的影響。一旦繼電保護設(shè)備出現(xiàn)故障，保護裝置將會立即切斷電路，從而保障其他電力原件因故障造成損壞。但是由于繼電保護裝置在工作中受到多種因素影響，若功能設(shè)置不科學(xué)，安裝時對于參數(shù)的調(diào)試不正確或不合適，均將會導(dǎo)致繼電保護裝置不能良好運轉(zhuǎn)。作為變電站保障運維人員，應(yīng)加強對保護裝置的檢查與維護，避免出現(xiàn)因突發(fā)事件造成的設(shè)備無法正常運轉(zhuǎn)，產(chǎn)生大面積停電。目前，我國的供電建設(shè)相對成熟，但是對于變電站檢修中的有關(guān)技術(shù)及應(yīng)用仍較為缺失，特別是對后期的高壓電氣的設(shè)備檢修和運維等，與國際社會存在一定差距。因此，仍需提高檢修技術(shù)，規(guī)避潛在風(fēng)險。

3.智能變電站技術(shù)發(fā)展趨勢

目前的智能變電站雖在設(shè)備管理、建設(shè)應(yīng)用、系統(tǒng)維護等方面取得了一定的成績，但是由于智能變電站發(fā)展周期較短，相關(guān)的系統(tǒng)應(yīng)用復(fù)雜程度較高，因此在建設(shè)理念、技術(shù)創(chuàng)新、專業(yè)化管理層面存在一定的提升空間。伴隨我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，用電負(fù)荷量激增，對于智能變電站的需求量也在不斷提高。對于一般的智能變電站，普遍存在占地面積較大，功能分區(qū)不夠明確，設(shè)備系統(tǒng)化程度不高等，因此這些在未來的發(fā)展中將會是智能變電站重點發(fā)展的方向。

3.1智能變電站技術(shù)的特點更加明顯

未來智能變電站的特點將更加清晰。所有的電子式互感器、變電器、組件等一次設(shè)備均完全達到智能化和信息化;智能變電站中由標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的微型處理機設(shè)計并制造的二次設(shè)備應(yīng)達到完全通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)互通、資源共享，真正意義上消除數(shù)據(jù)孤島問題;智能變電站中的信息交互更為緊密，不同系統(tǒng)、不同組件間的數(shù)據(jù)無縫銜接;占中所有的一次設(shè)備均配備在線實時監(jiān)測裝置，對于運行狀態(tài)、數(shù)據(jù)等進行科學(xué)地調(diào)度與管理;變電站中的運維系統(tǒng)更加完善，能夠?qū)ο到y(tǒng)進行相應(yīng)的智能調(diào)節(jié)操作，可遠程接受指令并完成相應(yīng)操作。

3.2智能變電站設(shè)計更加科學(xué)

智能電網(wǎng)作為國家級戰(zhàn)略，對于電網(wǎng)的穩(wěn)定帶來技術(shù)與管理保障。而智能變電站又是智能電網(wǎng)的關(guān)鍵節(jié)點。因此，未來對于智能變電站設(shè)計不僅完成變電站內(nèi)部的自動化、智能化，還應(yīng)配套完善在電網(wǎng)的某一段區(qū)間內(nèi)，相應(yīng)的智能化和信息化。智能電網(wǎng)中，智能變電站需要為范圍內(nèi)的電網(wǎng)線路完成所需的信息采集、信息處理工作，同時還應(yīng)具備極高的深度和廣度，能夠滿足對復(fù)雜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理工作及智能化管控工作。智能變電站還需擁有較強的互動性，能夠?qū)π畔⒌慕粨Q作出合理智能的操作。

3.2智能變電站技術(shù)的建設(shè)目標(biāo)更為明確

未來智能變電站的建設(shè)目標(biāo)主要體現(xiàn)在以下幾個方面。第一，建設(shè)結(jié)構(gòu)的合理行。智能變電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)必須科學(xué)，布局應(yīng)當(dāng)合理，變電站系統(tǒng)具備高內(nèi)聚，低耦合。采用先進的信息技術(shù)對變電站裝備進行建設(shè)，使得良好、高效支撐變電站日常工作。第二，智能設(shè)備高度可靠，系統(tǒng)、設(shè)備之間的協(xié)同工作高效穩(wěn)定，運維模式自動且安全。第三，智能變電站施工建設(shè)更加便捷，占地面積相對減少，施工周期、檢修工作等用時縮短，智能變電站建成后與外部工作人員的直接聯(lián)系大大降低，更多采用網(wǎng)絡(luò)化遠程控制。同時智能變電站的可擴展性較強。第四，實現(xiàn)電力資源優(yōu)化配置最優(yōu)解，能夠?qū)Ω蠓秶碾娋W(wǎng)線路進行協(xié)調(diào)控制，有效提高供電、變電效率，系統(tǒng)的安全防護抵御能力強，對于內(nèi)部的控制極高，有效降低故障率。

4.總結(jié)

綜上，本文通過對國內(nèi)外智能變電站技術(shù)研究現(xiàn)狀展開探討，新一代的智能變電站技術(shù)已成為重點研究及應(yīng)用方向，而智能變電站技術(shù)在現(xiàn)實運用過程中存在工作人員的專業(yè)化能力以及繼電保護、檢修技術(shù)不足等問題，未來需對此方面進行加強。同時，本文還對未來智能變電站技術(shù)的發(fā)展趨勢進行預(yù)測，未來智能變電站技術(shù)需回歸變電站本質(zhì)，更加注重其特點、科學(xué)設(shè)計理念以及多維度的建設(shè)目標(biāo)。智能變電站作為變電站未來發(fā)展與變革的重要方向，同時也是智能電網(wǎng)良好運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵節(jié)點，我國相關(guān)部門和單位應(yīng)充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢及研發(fā)力量，加強對智能變電站技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，助力我國智能電網(wǎng)取得快速的發(fā)展。

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