楊民凱 徐慶忠 武光升

國(guó)網(wǎng)山東省電力公司沂水縣供電公司

智能變電站及其技術(shù)特點(diǎn)分析

楊民凱 徐慶忠 武光升

國(guó)網(wǎng)山東省電力公司沂水縣供電公司

智能電網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分之一就是智能變電站的建設(shè)，隨著國(guó)家對(duì)智能電網(wǎng)建設(shè)的不斷重視，智能變電站建設(shè)也在如火如荼地進(jìn)行，建設(shè)智能變電站將成為變電站發(fā)展的主要趨勢(shì)，因此進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)其的研究非常有必要。在實(shí)際工作中我們應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)智能變電站的技術(shù)研究，不斷加強(qiáng)檢修和維護(hù)工作，并針對(duì)應(yīng)急事故提出相關(guān)建議，以促進(jìn)我國(guó)電網(wǎng)的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

智能變電站；技術(shù)；發(fā)展

1、智能變電站的定義與特點(diǎn)

智能變電站，意思是在沒(méi)有人的特殊情況下，使其像有人在調(diào)節(jié)控制一樣，并且可以在運(yùn)行的過(guò)程中，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能，提高效率。智能變電站由相應(yīng)的智能設(shè)備組成，這些設(shè)備且具有先進(jìn)、集成、低碳、可靠、環(huán)保等特點(diǎn)?？筛鶕?jù)需要而具有很多高級(jí)功能：承擔(dān)電網(wǎng)的自動(dòng)控制功能，智能告警功能，智能調(diào)節(jié)功能，順序控制功能，互動(dòng)協(xié)調(diào)功能等等。智能變電站具有保證電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性，為未來(lái)的智能電網(wǎng)完成自愈功能。智能變電站技術(shù)具有三個(gè)特點(diǎn)：(1)控制端的引入；(2)設(shè)備集成化和光釬技術(shù)的應(yīng)用；(3)局部和全局智能控制的實(shí)現(xiàn)。智能變電站具有高可靠性、強(qiáng)交互性、高集成度、易升級(jí)改造的特點(diǎn)，還可以適應(yīng)智能電網(wǎng)的信息化和自動(dòng)化以及互動(dòng)化的技術(shù)特征。

2、智能變電站關(guān)鍵技術(shù)及其特點(diǎn)

2.1 硬件集成技術(shù)

傳統(tǒng)變電站的信息搜集和處理過(guò)程是通過(guò)計(jì)算機(jī)中的中央處理器與芯片設(shè)備的緊密聯(lián)系而配合完成，但是由于中央處理器的資源空間有限，難以及時(shí)有效地搜集和處理各項(xiàng)信息，無(wú)法從根本上保證信息的及時(shí)性，同時(shí)傳統(tǒng)變電站的應(yīng)用系統(tǒng)是嵌入式的，系統(tǒng)的定期檢修工程過(guò)程較為繁瑣，在一定程度上增加了信息的不穩(wěn)定性。隨著科學(xué)技術(shù)的穩(wěn)定發(fā)展，硬件集成技術(shù)隨之不斷發(fā)展壯大，將硬件集成技術(shù)應(yīng)用于智能變電站的設(shè)計(jì)之中，能夠?qū)崿F(xiàn)變電站系統(tǒng)的模塊化管理，極大程度上提高了信息的準(zhǔn)確性、及時(shí)性和安全性。

2.2 軟件構(gòu)件技術(shù)

軟件構(gòu)建技術(shù)具有靈活性、實(shí)時(shí)性和彈性強(qiáng)的多重特點(diǎn)，在獨(dú)立完成變電站系統(tǒng)構(gòu)建的技術(shù)上，可以與其他設(shè)備進(jìn)行有效的協(xié)調(diào)和處理，是一項(xiàng)綜合性的程序體。軟件構(gòu)件技術(shù)實(shí)質(zhì)上是對(duì)變電站系統(tǒng)的重組和再升級(jí)，在不同的介質(zhì)之間對(duì)同一組的電力系統(tǒng)進(jìn)行重新配置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)單一功能到多個(gè)功能的科學(xué)化轉(zhuǎn)變。關(guān)鍵構(gòu)建技術(shù)主要應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)和多代理技術(shù)系統(tǒng)之中。通過(guò)軟件構(gòu)建技術(shù)的應(yīng)用，能夠提高變電站軟件的工作效率和運(yùn)行速度，強(qiáng)化系統(tǒng)的自動(dòng)更新性。

2.3 信息管理存儲(chǔ)技術(shù)

信息管理存儲(chǔ)技術(shù)是智能變電站的信息處理平臺(tái)，具有數(shù)字化的重要特征，以局域網(wǎng)為基礎(chǔ)，在信息的傳遞和處理過(guò)程中能夠進(jìn)行快速的處理，并且有效地保證了智能變電站的電力信息質(zhì)量。信息管理存儲(chǔ)技術(shù)的本質(zhì)是將信息按照內(nèi)容、形式及其他方面的不同進(jìn)行細(xì)分，以不同粒度為依據(jù)，對(duì)電力系統(tǒng)信息實(shí)施分層化管理，可以依據(jù)不同的信息內(nèi)容確定相應(yīng)的安全管理對(duì)策，實(shí)現(xiàn)信息的科學(xué)化和合理化應(yīng)用，進(jìn)而確保了信息的安全性、穩(wěn)定性和可靠性。

2.4 電力標(biāo)準(zhǔn)融合標(biāo)準(zhǔn)的融合

只有進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)融合，才可以實(shí)現(xiàn)與智能電網(wǎng)的無(wú)縫通信連接。標(biāo)準(zhǔn)融合技術(shù)的基礎(chǔ)包括三點(diǎn)：(1)信息模型的標(biāo)準(zhǔn)化；(2)信息模型的規(guī)范化；(3)信息模型的體系化。標(biāo)準(zhǔn)的融合流程具體概括三大步：第一步，構(gòu)建開(kāi)放的通信構(gòu)架，以便進(jìn)行通信；第二步，對(duì)模型進(jìn)行相應(yīng)的細(xì)化與擴(kuò)充，并對(duì)其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化；到最后一步就是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，以實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接。

3、智能變電站的構(gòu)建模式

3.1 智能變電站的構(gòu)架

智能變電站在系統(tǒng)層面的設(shè)計(jì)上要面向全站，要利用一些智能組件來(lái)協(xié)助處理變電站中各設(shè)備的運(yùn)行信息，要以確保智能變電站以及電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行為前提，對(duì)各個(gè)電氣設(shè)備(如一次設(shè)備、合并單元等)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，讓它們實(shí)現(xiàn)多種功能的同時(shí)實(shí)現(xiàn)，其中這些功能包括采集運(yùn)行電氣量、監(jiān)測(cè)與控制各設(shè)備的運(yùn)行情況，促使二次電氣設(shè)備相關(guān)命令的執(zhí)行。

3.2 智能化變電站的結(jié)構(gòu)模型

智能變電站的各項(xiàng)通信技術(shù)規(guī)范要以IEC61850為基礎(chǔ)，采用分層分布的方式，使變電站內(nèi)的一次設(shè)備與二次設(shè)備最大限度地實(shí)現(xiàn)信息共享與實(shí)際互操。當(dāng)前人們?cè)谶M(jìn)行智能變電站設(shè)計(jì)時(shí)主要是依據(jù)下列三種模式進(jìn)行的：

3.2.1 基于IEC61850的站控層模式。這種模式類(lèi)似于傳統(tǒng)的變電站自動(dòng)化模式，這種模式建立的變電站其實(shí)是一種按照IEC61850協(xié)議建立數(shù)字化過(guò)渡型變電站，IED間隔層智能設(shè)備仍然可以在間隔設(shè)備上進(jìn)行安裝，過(guò)程單元與間隔單元之間的關(guān)系仍然可以使用之前的模式，間隔層單元與變電站層是IEC61850展開(kāi)的主要部位，設(shè)備建模以及信息交換都可按照IEC61850進(jìn)行。

3.2.2 基于傳統(tǒng)互感器及過(guò)程層信息交換模式。在一次設(shè)備本體中引入在線監(jiān)測(cè)功能是這種模式的主要特點(diǎn)，這樣便使網(wǎng)絡(luò)信息交換的實(shí)際信息量得到大幅度增加，針對(duì)此種情況我們采用了過(guò)程層來(lái)輔助網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)交換。

3.2.3 全信息交換模式。智能化設(shè)備的理想工作模式便是全信息交換模式。使用現(xiàn)代化的電子式互感器替代過(guò)去的電磁互感器是這種模式的主要優(yōu)點(diǎn)，電子式互感器與電磁互感器相比具有很多優(yōu)勢(shì)，未來(lái)高壓與特高壓智能變電站的發(fā)展以這種模式為主。

4、現(xiàn)代智能變電站技術(shù)的發(fā)展前景

隨著科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，智能化變電站技術(shù)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，通過(guò)構(gòu)建變電站安全生產(chǎn)系統(tǒng)，一方面有效監(jiān)控變電站的運(yùn)行狀態(tài)，避免影響變電站系統(tǒng)生產(chǎn)；另一方面，利用多臺(tái)相機(jī)，可以構(gòu)建視頻監(jiān)控系統(tǒng)。智能變電站的應(yīng)用和發(fā)展徹底解決了傳統(tǒng)變電站的智能監(jiān)控分析、自動(dòng)化操作巡邏、集成等問(wèn)題，基于智能化電網(wǎng)運(yùn)行平臺(tái)，視頻監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)連接在一起，優(yōu)化電力運(yùn)行環(huán)境，綜合分析智能變電站運(yùn)行數(shù)據(jù)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)具有獨(dú)立性，全面顯示報(bào)警信息和基本參數(shù)數(shù)據(jù)。在未來(lái)發(fā)展過(guò)程中，應(yīng)積極完善智能變電站技術(shù)，進(jìn)一步分析和研究，實(shí)現(xiàn)良好應(yīng)用。

[1]陳安偉.智能電網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合評(píng)價(jià)研究[D].重慶大學(xué)，2012.

[2]李斌.智能變電站技術(shù)及其應(yīng)用研究[D].華北電力大學(xué)(北京)，2011.