浅谈智能变电站的涵义与国内发展

浅谈智能变电站的涵义与国内发展

郝霖

陕西省地方电力监理有限公司陕西西安710061

摘要：随着我国科学技术水平的快速发展，电力基础设施不断完善，以智能变电站为核心的信息化供电设备被应用在电厂中，大大提升了变电站的运营效率。本文主要对智能变电站的涵义、概念以及国内的发展、未来发展趋势做了深入剖析，以求推动智能变电站的可持续化发展。

关键词：智能变电站；电子式互感器；状态检修

前言：

智能变电站是电力系统发展的重要趋势，能够为人们提供更快捷、更舒适的电力服务。智能变电站的发展和应用，推动了电力事业的跨越式发展。随着现代化科学技术的快速发展，进一步优化和完善智能变电站运行，实现智能变电站的现代化、信息化和智能化发展。

一、什么是智能变电站

提到智能变电站，有必要先说一下数字化变电站，数字化变电站是由智能化一次设备（电子式互感器、智能化开关等）和网络化二次设备分层（过程层、间隔层、站控层）构建，建立在IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。数字化变电站是应用IEC61850进行建模和通信的变电站，数字化变电站体现在过程层设备的数字化，整个站内信息的网络化，以及开关设备实现智能化，而且设备检修工作逐步由定期检修过渡到以状态检修为主的管理模式。智能变电站采用可靠、集成、低碳、环保的智能设备，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，实现与相邻变电站、电网调度等互动的变电站。

由此可见，数字化变电站主要体现在技术上，采用电子式互感器、智能终端等。而智能变电站是在数字化变电站的基础上建立起来的，它以数字化变电站技术体系架构为依托，其特征更多的是体现在功能上，比如分布式状态估计，智能告警，站域控制等，从而全而实现变电站站内的信息化、自动化、互动化、智能告警、故障分析与辅助决策，并基于统一标准实现站间、变电站和调度间的信息交换。

二、智能变电站的几大特征

1、一次设备智能化

一次设备信息化的关键，是采用标准的数字化、信息化接口，实现融合在线监测和测控保护技术于一体的智能化一次设备。

一次设备智能化的电气设备主要包括：电子式互感器（光电互感器）、智能组件、智能变压器以及其他辅助设备。由于一次设备被检测的信号和被控制的操作驱动装置采用微机处理器和光电技术，从而简化了常规机电继电器及控制回路的结构以及数字控制信号网络取代传统的导线连接。

同时，由于电子式互感器（光电互感器）大规模使用，这也为一次设备智能化提供了基础。数字化继电保护、在线检测等二次设备都被集中到了智能组件或一次设备内。可以说，智能变电站的设备层集成了传统变电站过程层、间隔层的全部功能。

2、二次设备网络化

变电站内的二次设备，如继电保护、测量控制装置、远动装置、故障录波装置、无功补偿、网络安全监测设备以及正在发展中的在线状态检测装置设备等全部基于标准化、模块化的微处理机设计制造。

设备之间的连接全部采用高速的网络通信，而不再出现常规功能装置重复的I/0现场接口，通过网络真正实现数据共享、资源共享。可以说，二次设备网络化即是通过IEC61850协议、光纤等设备实现分布式系统控制，从而代替总线方式，使得数据传输更加丰富、更加标准，这也为智能变电站“全景”式监控提供了保证。

3、设备检修状态化

智能化一次设备通过先进的状态监测手段、可靠的评价手段和寿命的预测手段来判断一次设备的运行状态，并且在一次设备运行状态异常时对设备进行故障分析，对故障的部位、严重程度和发展趋势做出的判断，可识别故障的早期征兆，并根据分析诊断结果在设备性能下降到一定程度或故障将要发生之前进行维修。

通过传统型一次设备智能化建设，可以实时掌握变压器等一次设备的运行状态，为科学调度提供依据；可以对一次设备故障类型及寿命评估做出快速有效的判断，以指导运行和检修，降低运行管理成本，减小新生隐患产生几率，增强运行可靠性。

三、智能变电站发展现状及前景

1、智能变电站标准、规范相继发布，为智能变电站建设提供了依据

2009年12月，国家电网公司发布了《智能变电站技术导则》，《导则》对智能变电站的技术原则和体系架构，设备层、系统层及辅助设施的技术要求，以及智能变电站的设计、调试验收、运行维护、检测评估等环节的要求作出了规定，确定了智能设备及系统功能的定义，充分展现了智能变电站技术前瞻、经济合理、环境友好、资源节约等先进性。2010年2月，国家电网公司发布了《110（66）千伏一220千伏智能变电站设计规范》和《330千伏-750千伏智能变电站设计规范》，统一了66750kV智能变电站设计标准，规范了各类型智能变电站设计、设备的工程技术要求和配置原则。设计规范涉及各类型智能变电站的智能一次设备、电子互感器、设备状态监测、变电站自动化系统、过程层网络交换机、高级应用功能等，填补了智能变电站设计领域空白，将进一步提高智能变电站建设效率和效益。

2010年3月和4月，国家电网公司又相继发布了智能变电站测控单元、网络交换机、继电保护、智能终端、合并单元、智能控制柜等技术规范及智能变电站自动化系统现场调试导则，为设备标准化、调试验收提供了标准依据。

2、一些智能变电站的相继投产运行，实现了从数字变电站到智能变电站的重大突破，为今后的智能变电站建设积累了经验。

智能变电站是智能电网中的一个重要环节和组成部分。为了尽早形成智能变电站设计、建设经验和成果，加快推进智能电网建设，国家电网公司于2010年8月提出了“四确保一争取”的目标，即确保江苏西径220kV、四川北川110kV，山东黄屯110kV，湖南金南110kV智能变电站于2010年年底前投产，争取陕西延安750kV智能变电站2010年12月底前完成土建施工、一次设备安装、二次设备厂内联调，树立智能变电站标杆。

在国家电网公司相关部门的精心组织下，“四确保一争取”目标已圆满实现，这是国家电网公司建设坚强智能电网的重要里程碑，标志着坚强智能电网建设取得了重大突破。

3、智能变电站的发展前景

智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测等技术日趋成熟和逐步推广应用，已非常成熟的自适应技术在继电保护方面的应用取得重大突破，全数字化的变电站自动化系统大面积推广即将成为事实。

目前，光电式互感器已经进入实用化阶段，国内外均已开始生产实用化产品，并均有挂网运行的例子。智能开关处于理论研究阶段，国外已有实验性产品问世，国内还处于实验室研究阶段。智能变电站的发展主要是在全数字化变电站的基础上，引入智能的专家决策系统和控制系统。针对分布式电源大量并网对电压质量影响问题，智能变电站可与配电自动化系统有机结合，建立大功率的智能储能系统。为了适应电力市场化和与用户互动性的要求，可将通信网络扩展到用户端，通过动态电价等手段调节用户用电方式、增强用户用电积极性，合理用电。同时将用户用电信息反馈到专家决策系统，实时调节控制策略，更好地为用户服务。

结束语：

综上所述，智能变电站有安装周期缩短，运行维护工作量少，可靠性高等特点，是变电站自动化技术的发展方向和必然趋势，智能变电站的建设应从生产上的迫切需要出发，考虑技术上、管理上的现实可能，积极推动我国变电站基础行业的革新。

参考文献：

[1]吴疆，对智能电网若干基础性问题的思考[J]，中国能源，2010，32（2）：26-29.

[2]罗明志，智能电网综述[J]，中国电力教育，2010（16）：239-241.