智能变电站及其技术特点分析

杨民凯 徐庆忠 武光升

国网山东省电力公司沂水县供电公司

智能变电站及其技术特点分析

杨民凯 徐庆忠 武光升

国网山东省电力公司沂水县供电公司

智能电网建设的重要组成部分之一就是智能变电站的建设，随着国家对智能电网建设的不断重视，智能变电站建设也在如火如荼地进行，建设智能变电站将成为变电站发展的主要趋势，因此进一步加强对其的研究非常有必要。在实际工作中我们应该加强对智能变电站的技术研究，不断加强检修和维护工作，并针对应急事故提出相关建议，以促进我国电网的持续稳定运行。

智能变电站；技术；发展

1、智能变电站的定义与特点

智能变电站，意思是在没有人的特殊情况下，使其像有人在调节控制一样，并且可以在运行的过程中，以实现节能，提高效率。智能变电站由相应的智能设备组成，这些设备且具有先进、集成、低碳、可靠、环保等特点。可根据需要而具有很多高级功能：承担电网的自动控制功能，智能告警功能，智能调节功能，顺序控制功能，互动协调功能等等。智能变电站具有保证电网的安全性和稳定性，为未来的智能电网完成自愈功能。智能变电站技术具有三个特点：(1)控制端的引入；(2)设备集成化和光钎技术的应用；(3)局部和全局智能控制的实现。智能变电站具有高可靠性、强交互性、高集成度、易升级改造的特点，还可以适应智能电网的信息化和自动化以及互动化的技术特征。

2、智能变电站关键技术及其特点

2.1 硬件集成技术

传统变电站的信息搜集和处理过程是通过计算机中的中央处理器与芯片设备的紧密联系而配合完成，但是由于中央处理器的资源空间有限，难以及时有效地搜集和处理各项信息，无法从根本上保证信息的及时性，同时传统变电站的应用系统是嵌入式的，系统的定期检修工程过程较为繁琐，在一定程度上增加了信息的不稳定性。随着科学技术的稳定发展，硬件集成技术随之不断发展壮大，将硬件集成技术应用于智能变电站的设计之中，能够实现变电站系统的模块化管理，极大程度上提高了信息的准确性、及时性和安全性。

2.2 软件构件技术

软件构建技术具有灵活性、实时性和弹性强的多重特点，在独立完成变电站系统构建的技术上，可以与其他设备进行有效的协调和处理，是一项综合性的程序体。软件构件技术实质上是对变电站系统的重组和再升级，在不同的介质之间对同一组的电力系统进行重新配置，进而实现单一功能到多个功能的科学化转变。关键构建技术主要应用于嵌入式系统和多代理技术系统之中。通过软件构建技术的应用，能够提高变电站软件的工作效率和运行速度，强化系统的自动更新性。

2.3 信息管理存储技术

信息管理存储技术是智能变电站的信息处理平台，具有数字化的重要特征，以局域网为基础，在信息的传递和处理过程中能够进行快速的处理，并且有效地保证了智能变电站的电力信息质量。信息管理存储技术的本质是将信息按照内容、形式及其他方面的不同进行细分，以不同粒度为依据，对电力系统信息实施分层化管理，可以依据不同的信息内容确定相应的安全管理对策，实现信息的科学化和合理化应用，进而确保了信息的安全性、稳定性和可靠性。

2.4 电力标准融合标准的融合

只有进行标准融合，才可以实现与智能电网的无缝通信连接。标准融合技术的基础包括三点：(1)信息模型的标准化；(2)信息模型的规范化；(3)信息模型的体系化。标准的融合流程具体概括三大步：第一步，构建开放的通信构架，以便进行通信；第二步，对模型进行相应的细化与扩充，并对其进行标准化；到最后一步就是技术标准的统一，以实现无缝对接。

3、智能变电站的构建模式

3.1 智能变电站的构架

智能变电站在系统层面的设计上要面向全站，要利用一些智能组件来协助处理变电站中各设备的运行信息，要以确保智能变电站以及电网的安全、稳定运行为前提，对各个电气设备(如一次设备、合并单元等)进行协调控制，让它们实现多种功能的同时实现，其中这些功能包括采集运行电气量、监测与控制各设备的运行情况，促使二次电气设备相关命令的执行。

3.2 智能化变电站的结构模型

智能变电站的各项通信技术规范要以IEC61850为基础，采用分层分布的方式，使变电站内的一次设备与二次设备最大限度地实现信息共享与实际互操。当前人们在进行智能变电站设计时主要是依据下列三种模式进行的：

3.2.1 基于IEC61850的站控层模式。这种模式类似于传统的变电站自动化模式，这种模式建立的变电站其实是一种按照IEC61850协议建立数字化过渡型变电站，IED间隔层智能设备仍然可以在间隔设备上进行安装，过程单元与间隔单元之间的关系仍然可以使用之前的模式，间隔层单元与变电站层是IEC61850展开的主要部位，设备建模以及信息交换都可按照IEC61850进行。

3.2.2 基于传统互感器及过程层信息交换模式。在一次设备本体中引入在线监测功能是这种模式的主要特点，这样便使网络信息交换的实际信息量得到大幅度增加，针对此种情况我们采用了过程层来辅助网络来实现交换。

3.2.3 全信息交换模式。智能化设备的理想工作模式便是全信息交换模式。使用现代化的电子式互感器替代过去的电磁互感器是这种模式的主要优点，电子式互感器与电磁互感器相比具有很多优势，未来高压与特高压智能变电站的发展以这种模式为主。

4、现代智能变电站技术的发展前景

随着科学技术快速发展，智能化变电站技术的应用也越来越广泛，通过构建变电站安全生产系统，一方面有效监控变电站的运行状态，避免影响变电站系统生产；另一方面，利用多台相机，可以构建视频监控系统。智能变电站的应用和发展彻底解决了传统变电站的智能监控分析、自动化操作巡逻、集成等问题，基于智能化电网运行平台，视频监控和网络管理系统连接在一起，优化电力运行环境，综合分析智能变电站运行数据，视频监控系统和网络管理系统具有独立性，全面显示报警信息和基本参数数据。在未来发展过程中，应积极完善智能变电站技术，进一步分析和研究，实现良好应用。

[1]陈安伟.智能电网技术经济综合评价研究[D].重庆大学，2012.

[2]李斌.智能变电站技术及其应用研究[D].华北电力大学(北京)，2011.