智能變電站技術的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢研究

吳志明 郭蒂蒂 王佳祥

摘要：現(xiàn)階段，雖然我國智能變電站發(fā)展的時間比較短，還處于成長階段，故我國智能變電站運維及操作還存在很多問題，嚴重制約了智能變電站的發(fā)展。因此，對智能變電站運維及操作展開深入的研究，對設備在運行過程中存在的問題進行詳細分析，采取有效的方式逐一解決導致問題產(chǎn)生的原因，為我國智能變電站優(yōu)化完善提供技術支持的同時，也為電力資源的合理配置提供了巨大的助力，是目前提升我國智能變電站整體質量的有效途徑之一。

關鍵詞：智能變電站技術;現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢研究

引言

電力系統(tǒng)的運行關乎國計民生，因此電力泛在物聯(lián)網(wǎng)的建設必須考慮極高的安全性和可靠性。目前電力行業(yè)所依賴的信息傳輸主要為通信專網(wǎng)和部分公共通信網(wǎng)絡。隨著電力體制的改革，新能源大規(guī)模、高密度接入電網(wǎng)，各種不確定性及擾動增加，電網(wǎng)的的安全穩(wěn)定運行挑戰(zhàn)增加，電力數(shù)據(jù)的傳輸及處理的安全性顯的尤為重要。比如電網(wǎng)的自動化調(diào)度、電網(wǎng)的日常穩(wěn)定運行、電力系統(tǒng)中的各種管理系統(tǒng)信息傳輸，是電網(wǎng)穩(wěn)定運行的基礎。例如2015年烏克蘭電力系統(tǒng)曾因黑客的入侵，造成了大面積的停電事故。因此研究實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)異構系統(tǒng)的安全接入，避免信息泄露、篡改偽造、旁路攻擊，確保信息安全穩(wěn)定傳輸十分迫切。

1智能變電站運維管理的要點

1.1注重運維模式的構建

在對智能變電站的運行狀態(tài)進行維護時，要想有效提高具體的運維質量和效果，必須結合電力企業(yè)的實際情況建立健全智能變電站運維管理模式，主要可以從以下幾個方面開展。第一，優(yōu)化原有的人員值班模式。結合智能變電站運維實際情況，對值班人員的工作時間進行合理的分配，安排好節(jié)假日期間人員值班情況，保證智能變電站的運維工作在夜間和節(jié)假日也能得到有效的管理。第二，細化智能變電站運維管理模式。智能變電站運維團隊要針對具體工序需求對智能變電站運維工作展開細化處理。比如，詳細記錄每一次智能變電站運維工作的開展時間、維護人員、設備名稱、存在的問題、是否解決、解決時間、下次維護時間等，不僅要制定相關的管理制度，還要保證制定的制度得到有效的落實，使智能變電站運維工作的開展具有較高的科學性、規(guī)范性、有效性。

1.2運維故障的控制

在智能變電站運維過程中，要加大對隔離開關的管理力度，隔離開關的作用是保證高壓電能夠被有效隔開，是電力系統(tǒng)中具有重要作用的設備元件之一。因此，為了有效減少隔離開關發(fā)生安全故障的次數(shù)，在進行隔離開關生產(chǎn)的過程中，要按標準流程嚴格執(zhí)行，仔細檢查隔離開關中的鋁銅材質是否接觸良好。與此同時，在智能變電站正常運行過程中，斷路器發(fā)生故障的情況時有發(fā)生，究其原因基本上都是誤動和拒動導致的。因此，針對智能變電站斷路器具有的故障，運維工作人員必須結合設備使用需求，選擇合適的斷路器。其中沖擊電壓不動作性電路器和延遲性斷路器由于具有較多的優(yōu)勢，是智能變電站電力設備中斷路器的最佳選擇目標。

2智能變電站的定義及主要技術特征

智能變電站是基于大數(shù)據(jù)人工智能技術的發(fā)展，采用的是先進的測量、控制技術，可靠的信息技術和手段，通過對運行數(shù)據(jù)信息的采集、控制和集成，對變電站自動進行動態(tài)監(jiān)測和實時調(diào)節(jié)并能進行在線分析判斷、決策等?？偟膩碚f，就是集數(shù)據(jù)采集、分析判斷進行決策并對設備調(diào)節(jié)，通過完善的信息平臺和科學化的理論建模完成電壓等級變換、電壓的調(diào)整，并滿足工作及生產(chǎn)活動所需電能的輸送、分配控制及電能的流向。智能型變電站具有通訊信息數(shù)字化、通訊接口標準化、信息共享標準化的特征，符合智能電網(wǎng)的發(fā)展趨勢。（1）通訊信息數(shù)字化。指智能變電站采用的隔離開關、斷路器等設備都裝設智能終端能夠進行靈敏操作;采用電子式電壓/電流互感、繼電保護裝置等設備能夠精確測量，設備具備雙向通信功能，能夠通過5G網(wǎng)絡進行信息傳輸和管理，并滿足變電站運行數(shù)據(jù)的采集、傳輸、數(shù)據(jù)分析、處理過程的數(shù)字化。通過隔離開關、斷路器等設備的智能終端，實現(xiàn)一次側變電設備運行數(shù)據(jù)信息的就地采集，并能夠進行操作命令準確執(zhí)行，信息系統(tǒng)數(shù)字化的最直接地體現(xiàn)在新疆伊力特110KV變電站采用了SDH光傳輸設備。（2）通信平臺網(wǎng)絡化。要完成變壓器等設備運行數(shù)據(jù)的傳輸就需要采用技術先進的通信網(wǎng)絡平臺，采用標準的通信系統(tǒng)。選用自動化程度高、智能型的高壓設備，利用冗余技術提高系統(tǒng)運行的可靠性;電子電壓/電流互感器、斷路器、隔離開關等一次側設備采集的數(shù)據(jù)由通信網(wǎng)絡同時發(fā)送到測量、保護、故障錄波等二次裝置，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。利用5G網(wǎng)絡技術、大數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)對自身全面的檢查、診斷，對故障問題及時進行修復。

3繼電保護狀態(tài)信息集

3.1全景信息開放的需求分析

傳統(tǒng)運檢模式對繼電保護狀態(tài)的評價是不完全的。另外，由于每次定期檢驗的時間間隔較長，繼電保護的狀態(tài)并不能被實時監(jiān)控。因此，基于全面且實時評價繼電保護系統(tǒng)狀態(tài)的需求，全景信息開放成為了提升繼電保護運檢有效性的重要前提。全景信息開放指的是開放所有評價繼電保護系統(tǒng)狀態(tài)所需要的信息。根據(jù)繼電保護檢驗規(guī)范梳理出繼電保護狀態(tài)信息主要包括兩個部分：運行狀態(tài)信息和設備狀態(tài)信息。從維度1的角度評價繼電保護系統(tǒng)的狀態(tài)時，需要獲取運行狀態(tài)信息，這部分信息通常由一次系統(tǒng)故障激勵繼電保護動作而產(chǎn)生，主要涉及到保護裝置的動作情況。從維度2的角度出發(fā)，則需要獲取設備狀態(tài)信息，這部分信息主要反映繼電保護系統(tǒng)各個設備和回路的情況。綜合兩個維度評價時，則需要同時獲知必需的運行狀態(tài)信息和設備狀態(tài)信息。如果要全面評價一個繼電保護系統(tǒng)的狀態(tài)，除了需要開放上述兩部分信息外，還得增加傳統(tǒng)運檢項目沒有涉及到的內(nèi)容，本文稱這部分信息為保護配置信息。保護配置信息能夠描述繼電保護內(nèi)部、不同間隔間以及不同變電站繼電保護之間豐富的信息關聯(lián)關系，利用這些關聯(lián)關系可以辨識錯誤信息，實現(xiàn)繼電保護運行狀態(tài)的評價。

3.2在線運檢模式與傳統(tǒng)運檢模式的異同

1）從本質上來說傳統(tǒng)運檢與在線運檢殊途同歸，兩者的本質都是為了得到評價繼電保護狀態(tài)信息集，從而可以為繼電保護的狀態(tài)評估和故障分析等提供依據(jù)。2）從原理上來說，傳統(tǒng)運檢把繼電保護系統(tǒng)看作一個黑匣子，通過人工加量的方式給這個黑匣子施加激勵，然后通過收集和測量輸出的狀態(tài)信息評價繼電保護的狀態(tài)。在線運檢則利用繼電保護系統(tǒng)的全景信息來實現(xiàn)繼電保護系統(tǒng)狀態(tài)的評價。3）從繼電保護狀態(tài)信息集來說，兩者得到的信息集略有不同，主要指的是無法通過在線方式實現(xiàn)的傳統(tǒng)運檢項目所得到的信息，本文稱這些項目為傳統(tǒng)運檢保留項目，包括外觀檢查、回路絕緣電阻檢查、寄生回路檢查和端子緊固;②指的是可以通過傳統(tǒng)運檢或在線運檢獲得的信息集;③指的是利用在線運檢方法新增的信息。4）從繼電保護狀態(tài)信息集的獲取方式來說，傳統(tǒng)運檢主要通過對繼電保護系統(tǒng)增加激勵而獲得響應狀態(tài)信息，在線運檢則在線獲取繼電保護上送的各類狀態(tài)信息。

結語

綜上所述，根據(jù)以上針對智能變電站運維及操作的研究與應用展開的深入分析，可以明確發(fā)現(xiàn)，我國智能變電站的發(fā)展在社會現(xiàn)代化程度逐漸加深的推動下，具有更廣闊的發(fā)展空間和不可限量的發(fā)展前景。因此，智能變電站技術人員要不斷提高自身專業(yè)知識的儲備，保證自身有能力解決智能變電站運維及操作相關問題，提升自身的綜合能力，為我國智能變電站運維及操作水平的提升和智能變電站的整體發(fā)展做出積極的貢獻。

參考文獻

[1]曹莉，景悅林.感知泛在物聯(lián)網(wǎng)[J].通信電源技術，2011，28（3）：84-86.

[2張翼英，張素香.量子通信及其在電力通信的應用[J].2016，14（9）：7-11.