新一代智能变电站与常规智能变电站技术与经济对比分析

新一代智能变电站与常规智能变电站技术与经济对比分析

陈娜

（天津市汇峰工程设计咨询有限公司天津300392）

摘要：民众生活水平日渐提升的今天，用电需求越来越高。为了不断促进智能电网快速发展，进行变电站创新整改显得尤为关键和重要，要积极发展新能源，构建新世纪智能电网体系。本文从实际角度出发，对新一代智能变电站与常规智能变电站技术与经济等方面进行对比分析，希望为国内电网正向发展提供相应合理化建议。

关键词：新一代；智能；变电站；常规；经济；技术；对比；研究

当前全球能源安全问题和气候变化问题日益突出，对现在社会经济发展产生了较为深刻的影响，新能源发展以及建设优质智能电网显得势在必行。智能变电站是智能电网中的重要组成部分，与此同时，也是关键点所在，是构成智能电网的重要平台和保障。新一代智能变电站与常规智能变电站技术与经济对比上，前者优于后者，所以说新的智能变电站需要被不断推广和沿用，从而为社会和国家以及人民作出应有的贡献。

一、新一代智能变电站

当前电力系统已经步入智能电网时代，智能变电站是智能电网中的关键节点。我们通常所说的智能变电站，主要是以全站通信网络化要素以及信息共享标准化要素为基本要求，另外也囊括了信息数字化要素，之后在此基础上筛选科学有效的智能设备融入运行体系中，自动实现信息采集操作和信息测量操作以及信息控制操作等，智能变电站的智能调节功能和自动控制功能优异，不仅如此，还可以进行高效的协同互动以及在线分析决策，它是一类集高级功能于一身的变电站[1]。

2009年伊始，国家电网便实施了首批智能变电站试点创建，具体工作方针政策就是试点先行、整体优化、扎实促进，在各个区域的各等级电压区间内，实现了多样化的变电站建设与投运，随后陆续进行经验提炼和技术分析。通过数次调查和分析可看出，智能化技术得到调整和优化后，其拥有着良好的资源节约效果和环境保护作用，系统集成方面和组柜完善方面的成效十分明显，降低了工程造价，提升了项目整体水平。基于上述所言，新一代智能变电站的应运而生，标志着国家电网发展进程不断加快，成就显著，形成了高集成、高适用、多结构的产业布局，既经济又环保，从而长效推动了国内现有变电站的创新改革进程[2]。

与传统智能变电站进行对比，新一代智能变电站的设备技术和理念以及建设手段等，均内含新技术要素。首先是电气主接线优化方面，电气一次设计过程中，筛选新一代智能化隔离断路器设备，隔离开关功能得以继承，此时电气主接线也愈加完善；其次是二次设备模块化发展和高效集成，新一代智能变电站可以达成真正意义上的二次接线模块化，使二次设备模块化成为可能，期间可维系现场安全，也可在一定程度上达到最大化的工厂预制目标，主要涵盖了模块化二次设备内容和预制舱式二次组合设备内容以及即插即用技术内容等；最后是一二次设备集成技术，此时的高压设备和传统电网有别，新一代智能化高压设备与智能电子装置，加之传感器的融入，三者合为一体，从逻辑功能和物理形态方面理解，可称之为“智能组件+高压设备本体”的运作模式，一二次设备必须要完成集成操作和融合操作。智能组件和传感器在变压器中嵌入式发展是未来必然走向，也是以后国家电网设备不断向前发展的朝向。智能组件与二次传感器的统一，融入到一次设备内部，此时对技术的要求愈加严苛，所涉技术种类繁多，包含了微机技术和传感技术以及信号处理技术等，除此之外，模块化技术和抗干扰技术也被涵盖其中，应对上述技术予以有序实施，很多技术仍有待完善，所以我们要清晰的认识到，集成技术实现并非一蹴而就的[3]。基于一次设备厂家的一二次设备集成，智能组件厂家一方需要与之协调作业，达成一二次设备一体化创设、创新，对相关回路进行优化和调整，对智能控制尺寸规格和基础性布局等予以全面优化，厂内测试务必全面，调试工作也要及时跟进。

新一代智能变电站的优异性众多，系统集成和结构布局以及装备先进度方面等都尤为达标，并且既节能又环保，将功能和需求作为基本导向，秉承远近结合原则且不失创新，可操作特点尤为强劲。新一代智能变电站，设备和业务超一流，工程建设标准得以满足，且吸取优秀经验，保障了系统运行安全性和有效性，为日后国家电网的发展夯实了根基。

二、技术方案变化态势对比

新一代智能变电站和常规智能变电站进行对比，技术方案方面的变化总结为以下几点。

一次设备改进，新一代智能变电站一般情况下会使用常规一次设备且附加二次设备厂家的智能终端运作模式，与常规智能变电站进行对比，多了智能终端装置这一项。互感器配置上，新一代智能变电站以电子式互感器为主，剔除了主变压器本体高、中压侧套管电流互感器。罗氏线圈和纯光纤电子互感器所占比例为50%，电子式电压互感器一般都会筛选电容分压型来加以运作，很多AIS级别变电站中，电子式互感器筛选和断路器，以隔离开关组合安装的办法来操作。互感器配置上，新一代智能变电站比常规智能变电站多了合并模块[4]。

一次设备在线监测，新一代智能变电站根据设计要求标准，对所监测内容要求进行在线监测结构系统常态化配置，站内设置了监测后台系统，此类系统独立运行性特点明显，状态监测IED根据监测内容来布局，高级应用功能通过监控系统一体化后台来统筹分析，由点及面的执行。当前的顺序控制功能和智能警告功能以及故障信息分析功能都日趋完善。一体化监控技术，主要信息化监控系统筛选开放式分层技术予以操作，实现业务一体化，平台接口可实现第三方功能拓展，使模块正规接入。另外，站控层设备中，内部顺序控制功能、智能警告功能，和在线监测共同组成了一体化运作机制，保障了智能变电站的综合管控，侧面促进了变电站行业进步与发展。

备自投功能和小电流选线功能等，通过站内一体化平台来完成，相关变电站保护和故障信息管理子站以及低频电压减载功能，也是通过站内一体化平台来完成的，期间无需进行独立装置二次装设[5]。

新一代智能变电站中的一体化设计，主要是将交流电源和直流电源以及通信电源等整合在一起，二次系统设备均为统一组网，然后呈星型网络结构。新一代智能变电站保护模式为直采直跳，从实际角度而言，光缆用量消耗有所增加。只有少数的变电站使用网络跳闸模式。自动化系统上，和常规智能变电站进行对比，新一代的变电站增加了过程层交换机。110kv及以上等都应用独立保护装置、测控装置。需知，IEC61588对时模式现在还没有在110kv和以上高电压等级变电站上使用，间隔层设备和过程层设备上，依旧使用IRIG-B的对时模式。新一代智能变电站智能辅控系统，应用视频、保护、监测等子系统之间的相互联动协同功能，稳步促进了变电站本体自动化水平提升。

三、全生命周期费用对比

因为智能化技术的不断发展与进步，业内研究成果十分可观，设计日趋升华，智能设置得以不断优化且大幅度的投入实践应用，智能设施集中采购所产生的规模优异性有目共睹，使得新一代智能变电站资金投入成本有所降低，未来智能化技术大力普及后，新一代的智能变电站投资将和常规智能变电站投资持平。从现在的基本情况来看，新一代智能变电站和常规智能变电站的全生命周期费用对比情况如下：

1.新一代智能站和常规智能变电站建设过程中的费用对比

借助对新一代智能变电站和常规智能变电站建设阶段内费用对比，对两者建筑工程费用和安装工程费用以及设备购置费用等进行分析。拥有着一样规模220kv的新一代智能变电站，它在设备购置、安装工程施工上的支出费用比重有所增加，设备购置费用所占总体支出额度最大，建筑工程费用支出相对来说比较低。新一代智能变电站和常规智能变电站对比后，安装工程差异性尽显：

首先是一次设备。智能变电站很多情况下都是借助常规一次设备和二次设备厂家所属的智能终端模式运行，和常规智能变电站对比，其增设了智能终端装置。开关柜方面，从传统开关柜变更为了时下流行的充气开关柜，进出线智能终端分别位于所有开关柜内部。

其次是在线监控结构系统。新一代智能变电站和常规智能变电站，二者在设计标准上存在差异，前者比后者多了在线监控这一系统化功能，安装工程上存在相应变化。对新一代智能变电站安装工程费用加以研究，和基础性建设情况加以比对后发现，处在相同规模运行趋势下，新一代智能变电站和常规智能变电站需要增添计算机监督系统和火警系统以及安全防护系统。

新一代智能变电站和常规智能变电站，二者的安装工程费用差别，其实主要产生在监控设施安装上，前者投入成本远超后者。智能变电站结算数据统计后，可获取相同规模的设施购买支出差异，处在相同规模下，新一代智能变电站设备费用高于后者，它的整体设施投资大，剩余方面的设备购买费用和常规智能变电站支出费用，几乎无差异。因此，相同规模下的两类变电站设施购买费用差别，主要体现在设备购买费用这一块。

2.新一代智能站和常规智能变电站运行过程中的费用对比

由于新一代智能变电站建设工作仍旧处在初级发展阶段，变电站运行过程中具体费用并非十分精确，按照智能变电站经济评价文件中所获取的运转数据，对运行阶段内所产生的相关费用予以评估。经济评价环节中，数据信息被视为新一代智能变电站和常规智能变电站运行费用的年度差异。广义之上的站用电，其实就是变电站自备发电设施电力耗费明细以及动力照明费用等。

新一代智能变电站和常规智能变电站，二者在定期维护费用方面的对比，包括抢修费用对比和维护费用对比以及测验费用对比，细化为人工费和材料费以及交通支出费。基于寿命周期的零件设施费用，是变电站设施保护相关事件进度规划的支出费用，此时被视为年度成本。维护费是设备产生意外故障情况下使用到的资金，它并不能应用在非替代设备支出上，但时间和次数一时间难以估测，唯有简化计算这一个办法，将其合理分配到年度成本结构内。新一代智能变电站运行成本通过年度成本核算手段来操作，新一代智能变电站的运行成本要低于常规智能变电站的运行成本。

结束语

归结来讲，在建设期间，新一代智能变电站和常规智能变电差的主要成本差别就是设备购买支出，因为新一代智能变电站中内含智能化设施与技术。运行过程中，新一代智能变电站运行费用相对较低，所获社会效益良好，并且全生命周期总费用较低，值得在电网布局中大力使用和推广。所以说，唯有日渐强化当前智能变电站的建设力度，才能让技术性和经济型兼备，促进行业稳步发展。

参考文献：

[1]安永帅，李刚，樊占峰，等.新一代智能变电站控制保护一体化智能终端研究与开发[J].电力系统保护与控制，2017，45（8）：138-146.

[2]李泳龙，郑永康，李小鹏，等.基于全场景系统的新一代智能变电站整组传动调试方法[J].四川电力技术，2018，v.41No.255（03）：72-76.

[3]孙加顺.把握新时代能源发展形势，服务人民美好生活需要——访国网经济技术研究院有限公司总工程师宋璇坤[J].中国标准化，2018（7）：22-27.

[4]王慧，李冬梅，李盛伟.智能变电站通风系统优化设计与经济技术指标分析[J].中国石油大学胜利学院学报，2017，31（3）：32-35.

[5]钱碧甫，尤育敢，蒋永康，等.智能变电站二次设备的新型在线监测系统的研究探讨[J].电气开关，2017，55（4）：6-10.