智能变电站与常规变电站的联系与区别

朱国胜　丁明

【摘要】回顾了智能电网的发展历程，简单阐述了智能站与常规站的概念，对比分析了智能站与常规站的联系和区别，展望了智能变电站的发展趋势。

【关键词】智能变电站；常规变电站；智能电网

引言

随着当今社会环境与环保问题的日益突出，能源与资源枯竭问题的日益严重，电力作为一种清洁二次能源受到了世界各国的普遍重视。同事，随着科技的发展和人们对生活质量要求的提高，当前的电网已经无法满足人们对安全性、可靠性、经济性的要求。智能电网的概念就在这样的大环境下应运而生。关于智能电网的定义至今仍未有一个统一的标准，然而根据不同研究机构所给出的定义，我们可以归纳出智能电网的主要优势和特点：（1）、具有坚强的电网基础体系和技术支撑体系，能够抵御各类外部干扰和攻击，能够适应大规模清洁能源和可再生能源的接入。（2）、可以获取全景信息，及时发现、预见故障，并能快速隔离、快速自愈。（3）、电网运行控制将更加灵活、经济、高效，并能适应大量分布式电源、微电网及各种充电设备的接入。（4）、电力企业和客户的双向互动模式将更加完善，信息集成和共享将会更加合理有效，并能提供相应的辅助决策和应对预案

从智能电网的体系结构看，智能变电站是智能电网运行与控制的关键。作为衔接智能电网发电、输电、变电、配电、用电和调度六大环节的关键，智能化变电站是智能电网中变换电压、接受和分配电能、控制电力流向和调整电压的重要电力设施，是智能电网“电力流、信息流、业务流”三流汇聚的焦点，对建设坚强智能电网具有极为重要的作用。

1智能变电站与常规变电站的概念及其联系

1.1智能变电站概述

智能变电站是指变电站信息采集、传输、处理、输出过程全部智能，其基本特征为设备智能化、通信网络化、模型和通信协议统一化、运行管理自动化、智能变电站运用先进的计算机技术、通信技术、控制技术，采用低碳、环保的智能设备与材料，融入绿色环保的理念，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。

在功能上，智能变电站应具备以下功能：（1）、要紧密联系和支撑智能电网。智能变电站的设计和运行水平，应与智能电网保持一致，满足智能电网安全、可靠、经济、高效、清洁、透明、环保、开放等运行性能的要求。（2）、高电压等级的智能变电站满足特高压输电网架的要求，中低压电压等级的智能变电站允许分布式电源的接入。（3）、要实现远程可视化。智能化变电站的状态监测与操作运行均可利用多媒体技术实现远程可视化与自动化，以实现变电站真正的无人值班，并提高变电站的安全运行水平。

1.2常规变电站概述

目前，常规变电站通常指综合自动化变电站。这种变电站利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技術和信息处理技术等实现对变电站二次设备的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况进行监视、测量、控制和协调的一种综合性自动化系统。通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息，数据共享，完成变电站运行监视和控制任务。它具有以下特点：（1）、功能实现综合化。它综合了变电站内除一次设备和交、直流电源以外的全部二次设备。（2）、系统构成模块化。保护、控制、测量装置的数字化利于把各功能模块通过通信网络连接起来，便于接口功能模块的扩充及信息的共享。（3）、结构分布、分层、分散化。综合自动化系统是一个分布式系统，保护、测控等子系统都是按分布式结构设计的，每个子系统完成一定的功能，形成一个有机综合系统。（4）、操作监视屏幕化及测量显示数字化。

1.3智能变电站与常规变电站的联系

智能变电站由常规变电站发展而来，因此从功能上来看，它们有着相同的功能和作用。从结构上看，智能变电站有着与常规变电站相同的一次设备和保护配置，区别仅在于实现方式上的不同。从设备类型上看，许多智能组件与常规变电站有着对应的关系，比如，智能终端可以想象成常规站中的继电器操作箱，合并单元和光缆相当于常规站中的电缆，而智能站中的“三层两网”在常规站中同样有相关的网络与之对应。

2智能变电站与常规变电站的区别

2.1一次设备智能化

变电站的一次设备主要包括变压器、断路器、互感器、母线等。一次设备智能化是智能变电站的重要标志之一。它们采用标准的信息接口，实现融状态监测、测控保护、信息通信技术于一体的智能化一次设备，可满足整个智能电网电力流、信息流、业务流一体化的需求。以下结合一部分有代表性具体设备加以说明。

2.1.1电子式互感器

在智能变电站中，电子式互感器的大量采用使得变电站实现实时信息数字化成为可能。同时也使电网动态观测、提高继电保护可靠性方面具有重要作用。以光学电子式电流互感器为例，它采用法拉第磁光效应感言被测信号，传感头部分又分为块状玻璃和全光纤两种方式。目前的光学电子式互感器传感头部分不需要复杂的供电装置，整个系统的线性度比较好。

2.1.2智能主变压器

除了互感器外，其余智能一次设备的智能化通常都意味着实现相关参数的在线监测。以智能主变为例，当前已经实现的功能有油中微水在线监测、套管绝缘在线监测、温度负荷在线监测等单元，实现对变压器油溶解气体，油中微水，局部放电，变压器铁芯和夹件电流、套管绝缘介损、电容值、泄露电流值、温度负荷趋势、油温、油位、风扇状态、油泵状态等的在线监测功能。

2.2设备检修状态化

设备的状态化检修是指，一次设备通过先进的状态监测技术、可靠的评价、预测手段来判断其运行状态，并且在运行状态异常时进行故障分析，对故障的部位、严重的程度和发展趋势能做出判断、预警，并根据分析诊断结果在设备性能下降到一定界限或故障发生之前进行维修。

2.3二次设备网络化

传统变电站功能由设备和回路共同确定：设备具备特定功能，且定义了外部的I/O接口，在变电站建设时通过电缆回路实现了变电站需要的各种功能，此后变电站生命周期内重要工作就围绕着这些设备和回路而展开；在智能变电站内，设备不再出现常规功能装置重复的I/O接口，而是通过网络直接相联来实现数据共享、资源共享。

结论

目前，常规变电站的智能化改造正在大力推进，智能电网的建设已经成为不可阻挡的时代潮流。在这一浪潮中，很多新成果、新技术如雨后春笋般出现。然而，同时也暴露出许多新问题、新难题。比如，一次设备智能化的核心----专家诊断系统，还有待进一步的研究和开发，从而实现设备状态诊断的智能化。另外，互感器的实用寿命，尤其是内置传感器对于主设备本体运行的影响，监测量的选择以及传感器布点方面仍有待研究。未来，一个友好，坚强，智能的大电网必将成为推动经济社会发展的中流砥柱。

参考文献：

[1] 牛朋超，康积涛，李爱武.智能电网开启电网运行新形式[J].电力系统保护与控制，2010，38（19）：241-243.

[2] 宋庭会.智能变电站运行与维护[D].北京：中国电力出版社，2012：（25-30）

[3] 肖世杰.构建中国智能电网技术思考.电力系统自动化，2009，33（9）：1-6.

作者简介：朱国胜（1975-），男，大学本科，高级工程师，主要从事电力企业工程技术工作。丁明（1985-），男，研究生，工程师/国网淮北供电公司发展策划部专责，研究方向为综合计划和科技管理。