智能变电站关键技术及其构建方式

曾炳坤

摘  要：智能变电站具有可靠性强、互动性、低碳环保等众多优点，已经成为现代以及未来电网发展的主要趋势。关键技术以及构建方式是衡量智能变电站水平的重要标准，文章从智能变电站的特点、关键技术以及构建方式进行了分析，希望能够为变电站管理人员以及相关研究人员提供一定的参考。

关键词：智能变电站;关键技术;构建方式

中图分类号：TM733  文献标识码：A      文章编号：1006-8937（2015）35-0012-01

电力在社会生活和生产中发挥着至关重要的作用，随着经济的飞速发展，人们对电能的需求量不断提高，并且对供电质量提出了更高的要求。智能变电站的推广和应用，能够显著提高整个电网运行的安全性、可靠性以及稳定性，在很大程度上满足人们对电能服务的需求，同时还适应我国低碳环保的发展趋势，越来越受到社会各界的广泛关注。因此，文章针对智能变电站关键技术及其构建方式的研究具有非常重要的现实意义。

1  智能变电站的特点分析

1.1  环保性

智能变电站采用电子式互感器、光纤代替传统的充油式互感器、电缆，既能够节省资源，又能够降低对环境造成的污染，对于构建环境友好型以及资源节约型社会具有非常重要的推动作用。

1.2  互动性

智能变电站采用统一的数字化信息采集系统，能够实现智能变电站内部以及整个电网之间的信息交互，为智能电网的安全、可靠运行提供可靠的信息。

1.3  可靠性

可靠性是智能变电站的基本要求，其不仅要求智能变电站具有灵敏的自诊能力和自愈能力，还要求智能设备具有较强的可靠性，即使设备发生故障，也能够做好预警和故障处理工作，尽可能将故障损失降低到最小范围。

2  智能变电站关键技术分析

2.1  在线监测技术

智能变电站是一个庞大、复杂的系统，在线监测技术的应用，能够对铁芯电流接地、变压器油色谱等进行实时在线监控，现阶段的在线监测技术逐渐成熟，监测结果比较准确。但是，智能变电站中存在大量通讯设备、电子设备，会产生较强的电磁干扰，对监测结果的准确性产生不良影响，因此在线监测技术尚处在试点应用阶段。

2.2  电子互感器技术

电子互感器技术是现代智能变电站的关键技术之一，我国第一批七个智能变电站试点工程中都采用了电子式互感器，例如光纤式互感器、分压式互感器等，在试点应用过程中表现以下问题：光纤式互感器，如果电流较小，会产生较大的噪音;分压式互感器，其高压传感器部分存在若干电路设备，如果没有外部供电将会停止工作，并且还需要解决电磁兼容问题。对此，研究人员在采用电子互感器技术时，会结合传统互感器与合并单元采样，以此提高设备运行的可靠性和稳定性。

2.3  信息管理储存技术

智能变电站的数据采集、储存以及管理，通过统一的数字化信息平台完成，为了保证智能变电站数据信息采集的质量，数字化信息平台需要具故障恢复机制。数字化信息平台是智能变电站信息管理的中心，信息的采集、集成、转换、调用以及储存等，都通过数字化信息平台完成。高度集成、统一的数字化信息平台，不仅能够为信息数据的采集、传递、扩展以及共享等提供平台，还能够为智能变电站提供良好的经济性和扩展性。

2.4  分布式电源保护控制技术

分布式电源在智能变电站中的应用，能够显著提高智能变电站的安全性、效率性以及灵活性，有效改变传统单向潮流的问题，将传统单一电源转变为一个多电源网络。分布式能源是一个相对独立的模块，既能够在大电网上并网运行，又能够单独运行，电压、无功等对电网稳定性的影响相对较大，为了保证分布式电源能够零故障运行，应该设置继电保护系统，该继电保护系统需要具有快速感知电网故障的能力，以此保证保护的可靠性、灵敏性、快速性以及选择性。

2.5  二次智能设备组网措施

智能变电站设备组网措施应该以三层两网为依据进行设计，合并单元以及终端智能应该根据间隔下方合理的设置在汇控柜中，对于二次智能设备的保护，通常采用测控一体化设备。把110 kV主变压器保护和220 V等级保护相结合，采用星型双网结构交换机。采用直采直跳的方式进行保护，为了及时、准确的反映间隔封闭、设备启动失灵等信号，应该采用GOOSE网络传输技术。

3  智能变电站的构建方式

3.1  体系架构构建

智能变电站的体系架构和传统变电站体系架构相比，智能变电站的体系架构更加复杂、结构更加紧凑、功能更加丰富，更能够符合变电站未来发展的趋势。智能变电站复杂、紧凑的架构，使变电站功能集成、信息冗余方式、功能分布、信息采集和传输、设备信息交互模式等发生了很大的变化。通过使用硬件集成技术、软件构件技术等，将智能变电站变成更加可靠、灵活、安全以及稳定的架构体系，同时该种架构体系显著提高了智能化变电站自动化系统的数字化、信息化以及智能化程度，加强了智能化变电站和整个电网的信息交互。

3.2  智能设备的设计

智能设备是智能变电站的重要组成部分，智能设备能够通过在线状态监测以及评估技术，对其自身的运行状态进行检测，并发现其自身存在的问题，便于变电运维人员采取针对性的措施进行处理，消除故障，同时还能够高度集成间隔层设备与过程层设备。智能变电站的智能设备包括高压设备及其相关智能组件，通常以多个高压设备内嵌或者外置若干智能组件的方式存在，智能组件是一个比较灵活的概念，既可以由多个智能组件完成一项功能，也可以由一个智能组件完成多项功能。通过合理的设计和应用智能设备，能够实现对所有智能设备的在线监测和评估，既能够降低事故或者隐患的发生率，还能够降低智能变电站运行和管理成本，显著提高智能变电站的运行稳定性。

3.3  信息资料安全以及继电保护

传统变电站的继电保护水平相对较低，为了保证智能变电站能够安全、稳定的运行，应该采用开放式方孔策略，根据智能化电网运营数据的变化，制定一系列的保护措施实现对智能变电站的动态调控。智能变电站的设备、控制技术具有高度集成化、自动化的，为了保证数据信息传输的安全性和可靠性，应该创建信息安全评估系统，由信息安全评估系统对智能变电站的所有数据信息进行监控和评估，以此保证信息资料的完整性。

4  结  语

总而言之，智能变电站具有低碳环保、互动性和集成性强、可靠性高等众多优点，在未来电网建设和发展中具有广泛的前景。但是，我国智能变电站起步相对较晚，智能变电站的开发以及建设工作尚处于起步阶段，并没有创建高效、稳定的数字化信息平台，各种关键技术也处在试验阶段，想要实现智能变电站的构建，还有很长的一段路要走。

参考文献：

[1] 李承武.智能变电站关键技术解析及其构建方式探究[J].科技资讯，

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[3] 曹楠，李刚，王冬青.智能变电站关键技术及其构建方式的探讨[J].电   力系统保护与控制，2011，（5）.