智能变电站与常规变电站技术与经济对比分析

智能变电站与常规变电站技术与经济对比分析

蒋坤超

南宁市全宇电力设计有限责任公司 530000

摘要：智能变电站是现代电网领域逐渐兴起的一种新型变电站，其在技术层面运用了大量现代科技，实现了更高程度的自动化操作和更加稳定的运行，这对国家电网系统的发展起到了重要推动作用。但由于智能变电站出现时间尚短，技术水平较高，所以其投资也相对较大，这就使其经济性遭到质疑。但从实际情况和未来长远发展看，智能变电站的技术与经济性都将全面超越常规发电站。本文就围绕智能变电站与常规变电站的技术与经济性进行讨论，希望可以使电网领域对智能变电站有一个更加准确的认知。

关键词：智能变电站；常规变电站；一次设备

一、智能变电站对我国社会发展的意义

智能变电站已经成为未来电网领域发展的主要方向，也是电网系统与时俱进、勇于创新的重要体现。相较于常规变电站，智能变电站在技术层面进行了诸多创新性优化，运用了大量现代智能科技如信息技术、智能技术等，不但提升了整体变电站系统的运行效率，更在一定程度上减少了电力领域对能源的消耗。尤其在当前全球能源形势趋紧、经济环境复杂多变的情况下，智能变电站中各项核心技术的应用为缓解电力领域能源与经济危机起到了重要作用。此外，智能变电站从技术层面解决了常规变电站所存在的问题，如操作的智能化、生产的自动化等，极大提升了当前我国电力生产的效率，也解放出更多的人力使之可以进一步投入到变电站智能化的研究上。从这一方面说，智能变电站既为解决当前日益增长的社会电力需求问题提供了帮助，有助于推动社会其他建设事业的发展，也对我国电力行业整体发展水平的提升具有积极的促进意义。

一、智能变电站与常规变电站在技术层面的对比分析

相较于常规变电站的技术应用，智能变电站在多项技术上都进行了改革创新，取得了骄人的成绩，具体而言，其技术层面的变化主要体现在以下几方面：

一是互感器配置的变化。智能变电站通过电子式互感器，将主变压器本体高、中压侧套管的电流互感器取消。罗氏线圈和纯光纤电子互感器基本上各占50%，且电子式电压互感器主要采用电容分压型，部分AIS变电站电子式互感器通过与隔离开关或断路器组合安装的形式进行。可以说，智能变电器的互感器配置较常规变电站多出了合并单元。

二是增加高级应用功能。通过监控体系一体化后台一致斟酌，分时段进行。当前时期大部分完成了顺序控制、故障信息综合评判及智能报警等功能。小电流选线及备自投功能等通过站内一体化平台完成，一些变电站保护及故障信息管理子站及低频电压减载功能通过站内一体化方式完成，无需再设置单独的装备。

三是一次设备方面的变化。智能变电站多采用常规一次设备附带二次设备厂家的智能终端形式，其相较常规变电站多处了重要的智能终端设施。

四是一次设备在线监督上的变化。智能变电站根据设计样板内的监督内容进一步搭配了在线监督体系，同时站内设置有单独状态监督后台体系，而状态监督IED则按照监督内容配备。

五是变电站二次系统装备上的变化。智能变电站在二次系统装备上采用了统一组网、星型网络构造。220kV与大多数110kV变电站保障采用直采直跳的形式，因此其光缆用量较大。小部分110kV变电站保障则以网络跳闸的形式进行。在变电站自动化系统中，智能变电站比常规变电站额外增加了过程层交换机。

六是增设智能辅助控制体系，该控制体系在一定程度上完成了安保、视频、环境监控等子系统联动及互通，进一步提升了变电站的自动化水平。

二、智能变电站与常规变电站在经济性方面的对比分析

由于智能变电站应用了大量先进科学技术成果，所以短期内智能变电站在投资上要比常规变电站更大。但随着科学技术的不断发展成熟并广泛应用普及，加之智能变电站不断改善优化以及智能设施的大规模生产和使用所形成的规模效应，将使智能变电站的投资逐渐降低。从长远来看，当智能技术在变电站领域中全面铺开之后，智能变电站的实际投资会与常规变电站看齐，甚至未来还可能更低。但从智能变电站在生产运营方面的优势看，其经济性则要远远高于常规变电站，为国家节省大量能源。就目前而言，两者在经济性上的对比情况如下：

（一）两者在建设阶段的投入对比

智能变电站与常规变电站在建设阶段的投入对比主要比较建筑工程费、安装工程费及设备购置费以及其他费用。其中具有相同规模220kV的智能变电站与常规变电站对比，在设备购置费用、安装工程费用及其他费用均有所提高，而设备购置费用所占比率最大，建筑工程费用相对降低。智能变电站与常规变电站对比，在安装工程方面存在以下差别：首先，一次设备。智能变电站大多通过常规以此设备与二次设备厂家的智能终端的形式进行，与常规变电站相比添加了智能终端装置。开关柜从常规式开关柜更换为充气式开关柜，进出线智能终端分别处于所有开关柜中。其次，在线监控系统。智能变电站比常规变电站在设计标准方面多出了在线监控系统，在安装工程方面具有一些影响。通过对智能变电站在安装工程费用方面的分析，结合以上智能变电站在建设方面的状况，在相同规模的状态下，智能变电站与常规变电站应当加设计算机监督及检索系统、火灾报警系统、图像监督及安全防护系统、通信系统。所以，智能变电站与常规变电站在安装工程费用方面的差别，主要产生于在线监控设施的安装方面，智能变电站的投入远超出常规变电站。通过智能变电站的结算数据能够获得出相同规模的设施购买的费用差别。在相同规模下，智能变电站在设备购买方面高于常规变电站，整体设施投资超出常规变电站，其他方面的设备购买费用差异较小。所以，在相同规模下，智能变电站与常规变电站两者间设施购买费用的差别主要为设备购买费用方面。通过智能变电站技术方面的特征，引发智能变电站其他费用差别的主要原因是由于总投资的差别。依照变电站其他费用的核算可以看出，在其他方面的费用，智能变电站高于常规变电站，但差别并不明显。

两者在运行阶段的投入对比

由于智能变电站的建设仍处在发展阶段，智能变电站运行阶段的具体费用尚无法得出十分准确的数字，需要根据智能变电站在经济评价文件中运转阶段的数据来评估运行阶段的费用。可以说，经济评价中的数据在一定程度上反映了智能变电站与常规变电站运行费用的年度差别。另外，变电站用电费用则为变电站自备发电设施电力的耗费、变电站动力照明的耗费、通风空调设施电力的耗费费用。而在维护费用方面，智能变电站与常规变电站可以通过以下几个层面进行对比：一是在抢修、维护、监控、检查、测验等方面所需的人工费、材料费及交通费；二是在寿命周期中更换零部件设施的费用等，这些都是设施保护相关的时间进度内的规划费用，可以被当作年度成本。维护费用作为设备产生以外故障时运用的费用，并不能用于非替代设备时出现的费用，且时间与次数也是无法估测的，只能进行简化计算，然后再将其分配至年度成本当中。由于变电站运行成本通过年度成本进行核算，所以智能变电站远比常规变电站运行成本要低。

结语：从上述技术与经济层面的对比可以发现，智能变电站在技术上比常规变电站有一个全方位的提升，而在建设和运营阶段的投入对比上两者却相差不大，这就再次说明智能变电站在未来具有极大的发展与应用潜力，对降低国家整体电网建设投资，提升电网供电能力和智能化水平都具有重要意义。在下一阶段的发展过程中，电网单位还应该致力于智能变电站的发展过程中，并降低变电站运营成本。

参考文献：

[1]王道静,童小红.新一代与常规智能变电站工程技术经济差异化分析[J].安徽水利水电职业技术学院学报,2017,17(04):44-47.

[2]汪亚平,闫培丽,陈立,张健,任妍,张新洁.智能变电站与常规变电站技术与经济对比分析[J].能源技术经济,2011,23(08):24-26+32.