变电站的智能化发展方向分析

于同伟 黄旭

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【摘 要】变电站技术发展经过了几个阶段，包括传统变电站、自动化变电站、数字化变电站至今，变电站技术有了很大的进步和发展，其中技术向智能化方向发展是目前的一个很主要的方向。本文重点介绍变电站的发展历程，分析智能变电站关键技术的研究方向，指出智能变电站建设的重点工作，提出编制智能变电站建设规划时应考虑的问题。

【关键词】能变电站 关键技术 建设规划

智能电网中的智能变电站是由先进、可靠、节能、环保、集成的设备组合而成，以高速网络通信平台为信息传输基础，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、协同互动等高级应用功能。随着2009年9月《智能变电站技术导则》通过评审，变电站智能化将成为变电站建设的必然趋势。

1 变电站发展情况分析

1.1 传统变电站

1980年之前，集成电路与晶体管成为变电站的主要保护设备，同时，二次设备各部分独立运行且均以传统方式布置。通信技术和微处理器的发展，显著提高了远动装置（RTU）的性能，传统变电站也因此逐渐增加了“遥信”、“遥测”、“遥调”、“遥控”功能。

1.2 变电站综合自动化

1990年后，微机保护技术被广泛应用，同时，借助于网络、计算机、通信等技术的发展，使得变电站综合自动化得到长足进展。研究人员运用现代电子技术、计算机技术、信息处理技术和通信技术，重新组合并优化设计了变电站的二次设备功能，在此基础上建成了变电站综合自动化系统。

1.3 数字化变电站

近年来，IEC61850标准的推广应用和不断进步的数字化技术，使得基于IEC 61850的数字化变电站在国内出现。此类变电站不仅具有网络化的通信平台和全站信息数字化，同时也具备信息共享标准化、高级应用互动化重要特征。

1.4 智能变电站

智能电网中的智能变电站是由先进、可靠、节能、环保、集成的设备组合而成，它的信息传输基础是高速网络通信平台，可以自动完成测量、信息采集、保护、控制、监测、计量等基本功能，同时也具备智能调节、支持电网实时自动控制、协同互动、在线分析决策等高级应用功能。智能变电站由系统层、设备层组成。变电站的站控层由系统层承担，用于实现设备状态可视化、信息共享、分析决策、智能告警等高级智能应用。设备层主要由智能组件、智能设备和高压设备构成，实现IEC 61850中所提及的变电站控制、测量、检测、保护、计量等间隔层和过程层的功能。

2 变电站智能化发展方向研究分析

目前，变电站一次设备的智能化程度和自动化技术水平尚未达到智能电网的发展要求。未来变电站智能化以关键技术为基础展开其发展目标及发展思路，本文从以下几方面开展关键技术攻关工作。

2.1 断路器设备数字化测控技术

以数字化变电站为平台，研究断路器设备数字化测控技术。基于自检测功能，并要求断路器满足操动机构时间特性来研究与断路器相关的智能化功能。

2.2 智能变电站设备及其系统的自动重构技术

建立智能装置模型的自描述规范，应用智能装置模型描述、分类以及即插即用的关键技术，重构智能变电站中设备、系统的模型，在系统升级、改造和扩建时，实现变电站快速化、智能化的系统测试、部署、纠错和校验。

2.3 基于自诊断功能的风险评估与数值预报技术

以自诊断功能及相关知识积累为基础，完成设备可靠性评估、健康状态评估和安全性评价，同时建立变电站相关设备的智能评估体系，完成变电站设备的安全评估系统研发。

2.4 智能电网故障柔性定位技术

分析研究大批量数据猝发远程传输和广域同步故障数据提取技术，建立能够融合多种故障测距方法的综合性测距算法模型，建立分层分布式柔性的广域故障定位网络。

2.5 基于智能电网框架的保护与广域测量技术

以智能电网广域测量与保护技术的研究为基础，研制适合智能电网保护与广域测量的设备和系统，并投入试运行。

2.6自诊断设备信息数据交互规约技术

以智能设备共享规约和信息管理研究为基础，实现变电站设备自诊断状态信息共享功能，提出符合智能设备要求的主设备接口技术规范与自诊断设备传感器以及自诊断设备信息交互技术规范。

3 智能变电站建设的重点措施

智能电网的基础环节为智能变电站，本文从变电站技术发展现状出发，遵循智能电网阶段性建设需求和统一的总体目标，同时紧密遵循智能变电站技术路线和建设的实施原则，主要在以下几方面重点进行研究工作：

（1）对变电运行管理模式进行全新探索。加快建设智能变电站，初步实现变电站设备信息诊断、状态的监控与电网运行管理的双向互动。调整运行、调度人员的工作模式，以实现设备的全生命周期管理和完全状态检修。

（2）对智能装备进行研发并对装备智能化进行改造。通过对电网智能设备的技术水平进行提升，来实现电网灵活优化控制以达到电网功能自动化。

（3）制定智能变电站相关规范标准。制定智能变电站技术体系的架构，制定相应的规范和标准，按照规范、标准对旧变电站的改造和智能变电站建设进行指导，规范智能变电站的设计、建设、验收、试验和运行维护。

（4）对智能变电站综合信息开展研究分析。对变电站各种信息量进行实时采集、分析及传输，为系统稳定运行、预防矫正和调度决策提供重要数据参考及依据，最终实现电网的信息化。

4结语

以实现变电站智能化为目标，紧紧围绕智能变电站建设的技术路线和实施原则，开展装备智能化改造及智能装备研发，对智能变电站综合信息进行分析，寻求全新的变电站运行管理模式，推动国家智能化变电站的技术革新从而推动我国电力事业的发展。采取改造和新建并行发展的方式，对部分枢纽变电站进行改造和建设，推进变电站智能化进程。同时在智能变电站改造过程中，宜首要考虑将数字化变电站升级改造为智能变电站。

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[5]齐慧，戚振彪，吕勇，朱利民.智能化变电站在工程设计中的实现[J].安徽电气工程职业技术学院学报，2011年21期.第5-7页.

作者简介：于同伟（1978—），男，硕士，现在国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院电网技术中心从事智能变电站控制保护及其运维技术研究工作；黄旭（1970—），男，国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院从事智能电网技术研究。