智能变电站技术的现状与发展趋势研究

吴志明 郭蒂蒂 王佳祥

摘要：现阶段，虽然我国智能变电站发展的时间比较短，还处于成长阶段，故我国智能变电站运维及操作还存在很多问题，严重制约了智能变电站的发展。因此，对智能变电站运维及操作展开深入的研究，对设备在运行过程中存在的问题进行详细分析，采取有效的方式逐一解决导致问题产生的原因，为我国智能变电站优化完善提供技术支持的同时，也为电力资源的合理配置提供了巨大的助力，是目前提升我国智能变电站整体质量的有效途径之一。

关键词：智能变电站技术;现状;发展趋势研究

引言

电力系统的运行关乎国计民生，因此电力泛在物联网的建设必须考虑极高的安全性和可靠性。目前电力行业所依赖的信息传输主要为通信专网和部分公共通信网络。随着电力体制的改革，新能源大规模、高密度接入电网，各种不确定性及扰动增加，电网的的安全稳定运行挑战增加，电力数据的传输及处理的安全性显的尤为重要。比如电网的自动化调度、电网的日常稳定运行、电力系统中的各种管理系统信息传输，是电网稳定运行的基础。例如2015年乌克兰电力系统曾因黑客的入侵，造成了大面积的停电事故。因此研究实现物联网异构系统的安全接入，避免信息泄露、篡改伪造、旁路攻击，确保信息安全稳定传输十分迫切。

1智能变电站运维管理的要点

1.1注重运维模式的构建

在对智能变电站的运行状态进行维护时，要想有效提高具体的运维质量和效果，必须结合电力企业的实际情况建立健全智能变电站运维管理模式，主要可以从以下几个方面开展。第一，优化原有的人员值班模式。结合智能变电站运维实际情况，对值班人员的工作时间进行合理的分配，安排好节假日期间人员值班情况，保证智能变电站的运维工作在夜间和节假日也能得到有效的管理。第二，细化智能变电站运维管理模式。智能变电站运维团队要针对具体工序需求对智能变电站运维工作展开细化处理。比如，详细记录每一次智能变电站运维工作的开展时间、维护人员、设备名称、存在的问题、是否解决、解决时间、下次维护时间等，不仅要制定相关的管理制度，还要保证制定的制度得到有效的落实，使智能变电站运维工作的开展具有较高的科学性、规范性、有效性。

1.2运维故障的控制

在智能变电站运维过程中，要加大对隔离开关的管理力度，隔离开关的作用是保证高压电能够被有效隔开，是电力系统中具有重要作用的设备元件之一。因此，为了有效减少隔离开关发生安全故障的次数，在进行隔离开关生产的过程中，要按标准流程严格执行，仔细检查隔离开关中的铝铜材质是否接触良好。与此同时，在智能变电站正常运行过程中，断路器发生故障的情况时有发生，究其原因基本上都是误动和拒动导致的。因此，针对智能变电站断路器具有的故障，运维工作人员必须结合设备使用需求，选择合适的断路器。其中冲击电压不动作性电路器和延迟性断路器由于具有较多的优势，是智能变电站电力设备中断路器的最佳选择目标。

2智能变电站的定义及主要技术特征

智能变电站是基于大数据人工智能技术的发展，采用的是先进的测量、控制技术，可靠的信息技术和手段，通过对运行数据信息的采集、控制和集成，对变电站自动进行动态监测和实时调节并能进行在线分析判断、决策等。总的来说，就是集数据采集、分析判断进行决策并对设备调节，通过完善的信息平台和科学化的理论建模完成电压等级变换、电压的调整，并满足工作及生产活动所需电能的输送、分配控制及电能的流向。智能型变电站具有通讯信息数字化、通讯接口标准化、信息共享标准化的特征，符合智能电网的发展趋势。（1）通讯信息数字化。指智能变电站采用的隔离开关、断路器等设备都装设智能终端能够进行灵敏操作;采用电子式电压/电流互感、继电保护装置等设备能够精确测量，设备具备双向通信功能，能够通过5G网络进行信息传输和管理，并满足变电站运行数据的采集、传输、数据分析、处理过程的数字化。通过隔离开关、断路器等设备的智能终端，实现一次侧变电设备运行数据信息的就地采集，并能够进行操作命令准确执行，信息系统数字化的最直接地体现在新疆伊力特110KV变电站采用了SDH光传输设备。（2）通信平台网络化。要完成变压器等设备运行数据的传输就需要采用技术先进的通信网络平台，采用标准的通信系统。选用自动化程度高、智能型的高压设备，利用冗余技术提高系统运行的可靠性;电子电压/电流互感器、断路器、隔离开关等一次侧设备采集的数据由通信网络同时发送到测量、保护、故障录波等二次装置，以实现数据共享。利用5G网络技术、大数据分析实现对自身全面的检查、诊断，对故障问题及时进行修复。

3继电保护状态信息集

3.1全景信息开放的需求分析

传统运检模式对继电保护状态的评价是不完全的。另外，由于每次定期检验的时间间隔较长，继电保护的状态并不能被实时监控。因此，基于全面且实时评价继电保护系统状态的需求，全景信息开放成为了提升继电保护运检有效性的重要前提。全景信息开放指的是开放所有评价继电保护系统状态所需要的信息。根据继电保护检验规范梳理出继电保护状态信息主要包括两个部分：运行状态信息和设备状态信息。从维度1的角度评价继电保护系统的状态时，需要获取运行状态信息，这部分信息通常由一次系统故障激励继电保护动作而产生，主要涉及到保护装置的动作情况。从维度2的角度出发，则需要获取设备状态信息，这部分信息主要反映继电保护系统各个设备和回路的情况。综合两个维度评价时，则需要同时获知必需的运行状态信息和设备状态信息。如果要全面评价一个继电保护系统的状态，除了需要开放上述两部分信息外，还得增加传统运检项目没有涉及到的内容，本文称这部分信息为保护配置信息。保护配置信息能够描述继电保护内部、不同间隔间以及不同变电站继电保护之间丰富的信息关联关系，利用这些关联关系可以辨识错误信息，实现继电保护运行状态的评价。

3.2在线运检模式与传统运检模式的异同

1）从本质上来说传统运检与在线运检殊途同归，两者的本质都是为了得到評价继电保护状态信息集，从而可以为继电保护的状态评估和故障分析等提供依据。2）从原理上来说，传统运检把继电保护系统看作一个黑匣子，通过人工加量的方式给这个黑匣子施加激励，然后通过收集和测量输出的状态信息评价继电保护的状态。在线运检则利用继电保护系统的全景信息来实现继电保护系统状态的评价。3）从继电保护状态信息集来说，两者得到的信息集略有不同，主要指的是无法通过在线方式实现的传统运检项目所得到的信息，本文称这些项目为传统运检保留项目，包括外观检查、回路绝缘电阻检查、寄生回路检查和端子紧固;②指的是可以通过传统运检或在线运检获得的信息集;③指的是利用在线运检方法新增的信息。4）从继电保护状态信息集的获取方式来说，传统运检主要通过对继电保护系统增加激励而获得响应状态信息，在线运检则在线获取继电保护上送的各类状态信息。

结语

综上所述，根据以上针对智能变电站运维及操作的研究与应用展开的深入分析，可以明确发现，我国智能变电站的发展在社会现代化程度逐渐加深的推动下，具有更广阔的发展空间和不可限量的发展前景。因此，智能变电站技术人员要不断提高自身专业知识的储备，保证自身有能力解决智能变电站运维及操作相关问题，提升自身的综合能力，为我国智能变电站运维及操作水平的提升和智能变电站的整体发展做出积极的贡献。

参考文献

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