智能变电站技术研究综述

王震 李洁 李鲁燕

摘 要：随着科学技术的革新以及电力系统的不断进步，推动了智能电网的快速崛起，智能电网是优化电力能源配置的重要平台，涵盖发电、输电、配电、用电和调度各环节，广泛利用先进的设备和技术，确保了安全、可靠、优质的电力供应。变电站作为智能电网发展的重要环节，其智能化水平也随之得到了有效的提升。智能变电站技术是通过智能一次技术，智能二次技术，辅助系统综合监控平台等技术，实现安全、可靠、自愈、兼容、协调等功能。本文主要对智能变电站技术进行了研究，以供参考。

关键词：智能电网;智能变电站;技术;发展

1 智能变电站概述

1.1 智能变电站的结构 智能变电站是由站控层、间隔层和过程层三大部分组成的。站控层的主要功能是完成数据采集、监测、控制和相应的信息保护管理，其是由通信系统、站域控制、对时系统以及自动化系统组成的;间隔层的设备主要包括继电保护装置、测控装置等二次设备;过程层的主要作用是对变电站中的电能进行科学的分配、转换、传输测量和控制保护，组成部分包括智能组件构成的智能设备、相应的合并单元以及智能终端。

1.2 智能变电站的主要技术特点 第一，智能变电站中的分层控制技术。智能变电站通常采用的是分布式的控制技术，其将变电站的内部结构合理划分为站控层、间隔层和过程层三个部分。另外为了确保变电站各层调控功能的独立性，进一步降低变电站中央控制与处理设备的实际负荷量，需要在各层中安装设置具有智能化控制与处理能力的设备，进而降低变电站安全隐患以及潜在风险的发生率，促进智能变电站工作效率的进一步提升。第二，智能变电站中的计算机控制终端技术。在智能变电站中引进计算机终端，变电站可以利用计算机终端，在较短的时间内分析与判断站内的各项数字信息和变电站的实际运营情况，进而促使变电站实际运行中存在的问题得到及时的发现和解决，从而避免了因没有发现安全隐患而造成的输变电站事故，提升了变电站的安全性与可靠。第三，智能变电站中的电力装置集成化技术。目前智能变电站已经广泛使用光纤技术，光纤技术的应用有效的实现了智能变电站中各个控制层面的局域管理功能，使信息能够在控制中心与一、二次设备之间进行自由传播，同时信息传输过程中各层面的稳定性与可靠性得到了显著的提高。另外，在智能变电站中应用先进的计算机与数字化信息技术，使电能检测和设备管理之间的集成化得以实现，在减小电力设备所需空间面积的同时降低了设备的安装成本。

2 智能变电站技术分析

2.1 一次设备智能化技术 一次设备智能化技术主要是指以传感器、微型CPU、数字通信系统为工具，对变电站内的核心设备的运行状况进行实时在线调节和监测，保障整个电网的安全运行和高效管理。一次设备智能化技术在智能变电站中的主要研究表现在：①智能组件，是指设置在宿主装置附近的即定数量智能电子装置的有机集合，它的主要作用是对宿主装置的数据进行调控和测量;②智能高压开关，是指计算机控制技术、信息传感技术、微电子技术等有机结合的综合性应用技术;③智能变压器，是由变压器本体、传感器、控制器三大部分组成，对变电站进行测量、调节、统计以及保护等;④电子式互感器，其主要功能是保障变电站的自动化、数字化运行;⑤智能诊断和在线监测技术，是指利用传感器对主要的一次设备的运行情况进行分析、监测以及评估等。智能诊断和在线监测技术是在一次设备自动化的基础上，实现其可观测及调控功能。一次设备智能化技术的应用，提高了电网的可靠性运行，减少了电网的运行管理成本并且准确预测了设备的使用寿命，对设备管理的提高有一定的促进作用。

2.2 二次设备智能化技术 以一次设备为对象，对其进行监测、调节以及保护的二次设备装置或技术称之为二次设备智能化技术。现阶段变电站的数据建模应用的是IEC61850标准，保障了站内信息资源的共享及融合，设备合并单元的应用，能够更加快捷、准确的传输变电站信息。二次设备智能化技术对数据信息的采集、传输以及分析，然后生成和发送相应的控制指令，是借助设备自身配置的处理器进行以上的操作的，在实现了设备自行故障诊断之外，还可以进行风险评估、故障定位和修复，进一步提高了供电站的安全和高效运行。二次设备智能化技术在智能变电站实际运行中的引进和应用，在提升站内数据信息的共享程度的同时提高了变电站的智能化水平。

2.3 智能变电站辅助系统综合监控平台技术

2.3.1 系统结构 辅助系统综合监控平台系统分为主站系统、前端系统两个层次，包括采用集控中心、站端两級结构，系统按照不同的管辖范围可划分为不同监控区域（见图1）。辅助系统综合监控平台的网络结构是采用集中管理、分散控制，系统的主站与站端间、站端与设备间的互联互通、分级和分区域部署、信息的分级分权限控制、资源的共享等，都是通过IP通信网实现的。

2.3.2 系统功能 依据不同的功能辅助系统综合监控平台还可以分为智能分析系统、智能控制系统、对讲系统、门禁系统、视频监控系统和报警与环境监测系统。综合监控平台应具备的功能包括实时监控功能、录像及屏幕管理功能、环境监测功能、报警功能、电子地图功能以及门禁管理、综自、消防联动功能。其中实时监控功能主要是指实时预览、视频轮巡、OSD叠加、云台控制;报警功能是指实时报警接收与显示、历史报警记录和查询、报警等级、报警联动策略设置等内容;电子地图功能是指报警事件定位和操作、地图操作、定位设备显示功能、查阅视频等多项内容。

3 结束语

总的来看，目前智能电网建设进入了现代化的时代，智能变电站作为智能电网建设发展中的重要部分，其智能化水平的高低对智能电网的发展具有重要的作用，故此，相关工作人员应对其的关键技术进行更为深入的研究，以保证智能电网的快速、有序发展，从而为我国电能的智能化供应奠定坚实的基础，进一步促进我国社会经济的高效、稳定、长远的发展。

参考文献：

[1]刘益青.智能变电站站域后备保护原理及实现技术研究[D].山东大学，2012.

[2]庄文柳.220kV智能变电站技术工程实施方案研究[D].上海交通大学，

2013.

[3]王田.智能变电站优化配置方案与调试技术研究[D].华北电力大学，2014.