智能变电站新型监控方案及经济性分析

杨 玲 何 月

（国网镇江供电公司）

0 引言

随着科技的快速发展，智能变电站作为电力系统的重要组成部分，其监控方案也在不断创新。本文旨在探讨针对智能变电站的新型监控方案，并对其经济性进行深入分析。随着智能化技术的日益成熟，传统的变电站监控系统已经无法满足对数据采集、分析和远程控制的需求。因此，研究新型监控方案对于提高变电站的安全性、可靠性和智能化水平具有重要意义。本文将通过综合比较不同监控方案的成本与效益，以及对未来运维和维护的影响，对新型监控方案的经济性进行深入分析，旨在为智能变电站的监控系统升级提供理论和实践支持。

1 新型监控方案在智能变电站建设中的应用

1.1 新型监控方案的架构分析

因现阶段变电站建设过程中的监控系统存在部分间隔层设备过多等问题，结合发展需求现有研究已经针对原有监控方法进行优化，提出一种新型监控方案［1］。该设计框架中主要实现对间隔层设备的优化，使其在精简优化后升级成为一种可集群测控的装置，以此方式对先前按间隔配置设计方法进行清除，详细框架如图1所示。除此之外，文献中所提方法还对设备的布置和设备功能组成后的整合进行优化，借助优化后的集群测控实现“集群化”的目的，由此设计出的变电站系统不仅可以良好的解决设备安装设计问题，同时还可以有效解决无冗余热备用的问题。经过实际投入使用后的建设结果与分析认为该方案的应用具有较高的经济性，可以显著降低新型智能化变电站的建造资金投入。

图1 新型监控方案的系统架构

1.2 新型监控方案的间隔层集群测控技术

新型监控系统的核心为集群测控设备，为实现更为高效的优化性能，在该文献的设计中将虚拟化技术引入到集群测控装置，使其每个装置都具有多核处理器的能力，在对其优化后的实际适用性进行考虑后认为该设计应当在预留出软硬件备用能力。通过对变电站传统测控装置使用情况的分析，认为传统监测系统冗余量较大，基本可被3~4台集群测控装置所替代，对此认为文献所提的新型测控系统具有良好的测控能力，并且不会出现传统系统中某一逻辑间隔故障而影响辐射全站的问题。除此之外，新型监控系统还可以实现对逻辑间隔状态的调整，例如将部分设备设置成运行、热冷备用状态，同时可结合设备的实际情况与不同状态进行自动切换与迁移，借助系统的“动态迁移”与“动态部署”等优化设计，可有效解决间隔测控无法热备用等问题，由此认为文献所提系统除具有良好的系统改进能力外还具有良好的经济性，需要通过对比传统方案的方式给予验证。

2 新旧方案的对比

为验证新型监控系统与传统监控系统在实际变电站建设中的应用经济性，将以220kv的智能变电站建设工程为例进行分析。分析重点对建设过程中产生的设备采购费用、设备调试费用以及设备的后续运维费用等进行经济性分析。为得到两种方案的对比经济合理性，将假设“Q”为加权投资成本则加权投资成本表示如下所示：

式中，Q1表示设备的采购费用；Q2表示设备的调试成本费用；Q3表示设备的运维费用。

结合内蒙古某地区的供电公司公开数据以及调查数据为基础，明确该公司近5年新建220kV变电站的各项成本支出数据，经过初步分析发现智能变电站的建设过程中，设备的采购、运维与调试的成本基本为1∶1关系。新建站的调试成本数据计算需要结合设备的使用寿命进行分析，即8年使用期每年进行2次检修，由此认为智能变电站的设备采购费用、调试费用以及运维费用的权重分别为0.5、0.3、0.2，对两种方案的加权投资成本Q分析，得出两种监控方案的经济数据，其中Q越小则证明监控方案的经济性越合理［2-3］。

3 220kV变电站建设的投资情况分析

结合上述数据来源进行220kv的变电站建设的成本分析，变电站的使用主要设备及材料数据汇总与下表1中所示。

表1 220kV变电站建设设备数量信息

由上表1中方案对比数据可知，从建设投资成本角度进行分析，对比两种方案建设的经济性。在所建智能变电站工程施工全部完成后对设备与成本数据进行核算，传统监控方案下的智能变电站的建设需要15面屏柜以及42台测控装置，而使用新型监控系统建设的智能变电站仅需2面屏柜以及6台测控设备。由此可看出新型监控系统的集控能力比传统方案要高，实际设备的使用量明显下降。

下表2中展示出220kv智能变电站建设全过程中，主要设备的成本投入数据。

表2 典型220 kV变电站间隔层投资成本对比

由上表2中数据可知，一个典型的220kV智能变电站监控系统实际建设金额约为113万元；而智能变电站中新型监控方案的实际投资成本仅为40万元，直接节省成本投入可达73万元。假设该地区的电力公司按照每年建设或改建约300座同等级的变电站，则使用文献中所提新型监控方案可直接节约成本约2.23亿元。同时，因新方案中屏柜的使用量明显减少，还可以在一定程度上节省变电站实际的建设用地成本。另外，新型监控系统的使用会体现出集群测控装置的能力，可进一步增加冗余热备用，使得变电站设备在出现故障后能够与电网实现实时监视与调度，为电力抢修人员预留出足够的反应时间［5］。

4 新型监控方案的案例分析

将新型监控系统应用在某供电公司的110kV变电站新建工程，该新建智能变电站使用新型监控系统运行10个月。两种方法在110kV变电站新建工程中的投资成本对比数据汇总于表3所示。

表3 110kV变电站间隔层投资成本对比

由上表3中数据可知，该110kV变电站的建设中，使用传统监控系统的投资约为34万元，而使用新型监控方案的投资成本约为24万元，直接投资成本约10万元。

除此之外，110kV变电站使用间隔层的集群测控装置下两种方法的对比数据如表4所示。

表4 110kV变电站二次屏柜数量及调试工时对比

由上表中数据可知，从设备的调试成本角度出发进行两种监控方案的经济性分析，由上表中数据可知，传统监控方案的调试成本可达1.6万元，而文献所提的新型监控方案调试成本仅为1.1万元。再从系统的运维成本视角出发对两种方案进行对比可以看出，传统监控方案下变电站的设备运维成本高达8.5万元，而新型监控方案的实际设备运维成本仅为1.5万元。结合上述分析认为，借助新型监控方案的智能变电站建设可以有效进行成本控制，在进行方案替换后可以显著降低加权投资成本，实际降低比例能够达到34%，证明新型监控方案具有良好的经济性。

5 结束语

综上所述，智能变电站新型监控方案在提升安全性、可靠性和智能化水平方面具有显著优势。经济性分析显示，尽管新型监控方案的初期投资较高，但在长期运营中将带来显著的成本节约和效益提升。同时，新型监控方案还能提高变电站的运维效率，减少故障处理时间，从而降低生产停工损失。因此，推广应用智能变电站新型监控方案具有重要意义。未来的研究方向可以聚焦于不同监控方案的细化比较和性能优化，以进一步提高智能变电站的运行效率和经济效益。希望本研究能为智能变电站监控系统的发展和应用提供有益的参考和支持。