变电站自动化系统的发展方向探讨

邹文峰

（广东电网公司惠州供电局，广东 惠州 516000）

上个世纪末，变电站的自动化技术逐渐的由研发转向市场推广，截止到目前变电站的自动化水平已经有了显著的提高和进步。就目前我国在这方面的成就来看，110kV以下的低压变电站基本上实现了无人操作的全自动化，而中压220kV及以上的变电站也广泛的采用了自动化管理和控制系统，大大的降低了工作人员的劳动强度，提高了工作效率。随着通讯技术和电子技术的不断发展，国家相关管理部门对于变电站的自动化程度提出了更高的要求，引发了变电站自动化系统的进一步发展和变革。

1 现有变电站自动化系统存在的问题

虽然我国目前的变电站自动化系统已经取得了较大的发展成就，也在一定程度上促进了电力系统的发展，但是在实践中我们发现仍然有很多亟待改进的地方，下面笔者将对该问题做详细阐述：

首先，现有的变电站自动化系统的运行设备体积较大、质量较重，给工作人员的安装和运输的带来了很大的不便，不仅增加了运输成本，也容易导致设备故障，并且增加了意外事故导致的损失。其次，高压电路系统中选用的CT物理结构电容式电压互感器的稳定性较差，容易导致系统运作中的误操作。再次，在变电站的自动化系统的运行过程中容易出现信息的重复采集，导致的直接后果就是各个系统之间的信息无法共享以及信息的处理效率较低。

这些系统问题的存在严重的制约了变电站的自动化运行和管理，也给设备的维护带来了很大的障碍，从而降低了系统的工作效率。随着信息技术和数字技术的不断发展，电力系统的变电站自动化运行也迎来了新一轮的技术改革，新型智能变电站将逐渐取代传统的变电站自动化模式更好的为电力系统的运行服务。

2 智能变电站产生的背景

就我国目前的变电站自动化程度来看，可以具体划分为常规变电站和数字化变电站两种。常规变电站在实践中存在的主要问题有：资源重复采集、多套系统并行、设计和调试不灵活、标准性差等问题；而数字化变电站在实践中存在的问题则主要表现为：无具体操作规范、可靠性差、评估机制不健全等问题。虽然二者在实践中的缺陷表现形式不同，但是这些问题都严重的制约了变电站的正常运行，也不利于提升电力系统的整体运行水平。智能变电站的出现不仅可以很好的克服上述问题，还能够以其“互动化、自动化和信息化”的优势，建立一个统一的便捷管理平台，将变电站的运行管理同电力系统的管理结合起来。

数字化变电站的基本作用原理就是将涉及到变电运行管理的各个数据和信息都以数字的形式予以表达和传递，这样就减免了系统运行过程中的信息格式转换和识别的过程，提高了系统运行的效率。而智能变电站在具备了数字化变电站的数据传输和识别上的优势的基础上，还增加了物理集成和逻辑集成。所以，智能变电站的运行原理在于将数字化变电站中的数据采集、传输、控制等行为都通过物理集成和逻辑集成进行处理，增加了一系列高级应用功能。这些功能主要包括：一体化智能设备应用、在线监测应用以及二次设备的一体化应用等功能，所以从某种程度上来说，智能化变电站是一种质变后的数字化变电站。智能化变电站的应用不仅实现了不同厂家的设备之间互操作性的问题，还解决了二次回路接线复杂的问题，从而降低了运行中的电磁干扰问题，提高了变电站的安全可靠性，是一种更加适合现代电网运行的变电站模式。

3 智能变电站的建设任务

为了使我国电力系统更加有序健康的发展，国家电网制定了2009～2020的规划，并结合目前科学技术的发展状况，分三步实施智能变电站的建设：2009～2011年为试点阶段，2012～2015年为重点发展阶段，2016～2020年为全面推广阶段。在当前阶段，主要以数字化变电站技术为基础，探索并研究满足智能变电站要求的信息化和数字化技术。随着高级应用技术、在线监测技术及资产全寿命周期管理理论的发展，逐步突出变电站的智能化建设，逐步完善具有高级应用功能的智能变电站。

智能变电站已经是未来十年至二十年变电站技术的发展方向，今后智能变电站的建设与研究工作包括：

加强数字化变电站技术的跟踪和IEC61850标准的研究，因为数字化变电站技术构建了智能变电站的底层技术。研究新型互感器技术，特别是电子式和光电式互感器的抗干扰性的措施，继续深入研究过程层通信和一次设备的数字化实现，同时进一步开展数字化变电站和智能变电站的示范性工程，将现有的研究成果与实际工程应用相结合，发现其应用重点的优势和不足，探索出适合新型电网应用、适应新技术发展的数字化变电站建设模式，然后逐步推广。在新建变电站和变电站改造项目中优先采用IEC61850标准，努力使在变电站内上达到统一的通信标准，深入研究通信技术中的以太网技术以及在变电站内的实施方案，逐步取消现有现场总线的通信方式，用工业以太网构建智能变电站的通信平台，为IEC61850的全面应用奠定坚实的基础。加快在线监测和电气设备的智能控制技术的研究，在现有数字化一次设备的基础上，进一步融合适应智能电网需求的相关功能，与研发机构共同研制智能设备，并开展试点应用，总结经验。在现有较为成熟的数字化变电站基础上，对二次系统进行功能配置上的整合及相关数据整合，为智能变电站的高级应用功能夯实基础。结合智能调度技术的发展和运行的需要，开展适用于智能电网发展要求的状态检修、变电站高级应用、全寿命周期管理等方面的理论研究和技术实现的探索，制定相应实用化的技术应用方案。当具备技术条件时，在现有数字化变电站成熟的技术构架上实施智能化应用，使最终实现智能变电站的目标。

结语

综上所述，国家电网公司正在大力推进智能变电站的发展，制定了一系列标准，建设了示范工程，但许多关键技术仍处于成长期，部分技术尚不成熟，无法达到智能变电站技术标准的要求，因此制约着国家电网公司智能变电站的发展。南方电网公司从战略的高度把握智能电网发展的方向，大力推进智能电网的研究和建设。遵循“需求引导、整体规划、有序推进、重点突破”的16字原则，提出运用先进的计算机技术、通信技术、控制技术，建设一个覆盖城乡的智能、高效、可靠的绿色电网，并着手智能变电站的研究建设。作为复杂的智能化系统，智能变电站需经过多阶段、多目标发展才能完成。改造原有的变电站需要应用上的平稳过渡和重点技术突破，逐步达到完善。从我国的这两大电网公司的发展举措来看，因此，智能变电站的发展将为智能电网的建设奠定坚实基础，上文中笔者结合自己的工作经验，对变电站自动化系统的发展和应用进行了探讨，诸多不足，还望批评指正。

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