游金華

摘 要：與傳統(tǒng)智能變電站相比，新一代智能變電站加入了大量新設(shè)備和新技術(shù)，多應(yīng)用電子式互感器，主接線形式和設(shè)備配置經(jīng)過了充分優(yōu)化，全站無建筑物，所有建筑物均轉(zhuǎn)化為預(yù)制艙方案，模塊化建設(shè)集中程度較高，進一步縮小了占地面積，具有高度智能化、光纖化、電子化的特點，同步實現(xiàn)了繼電保護遠方操作功能，后期運行維護方便，在減少運營成本的同時，也大大提高了電網(wǎng)供電能力和安全運行水平。本文簡析了新一代智能變電站變電設(shè)備概況，并指出了新一代智能變電站變電設(shè)備狀態(tài)評估的大數(shù)據(jù)分析展望。

關(guān)鍵詞：智能變電站；變電設(shè)備；狀態(tài)評估；大數(shù)據(jù)分析

中圖分類號：TM63 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）16-0174-01

智能變電站是指采用先進、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，無需人工進行數(shù)據(jù)的收集、檢測、計算與核對等主要流程，與此同時，特殊情況下還能實現(xiàn)電網(wǎng)的同步調(diào)控、智能管控、在線研究決斷、多部門調(diào)動等更高級別功效的變電站。高壓設(shè)備智能化是智能變電站的重要特征，也是智能變電站區(qū)別于常規(guī)變電站的主要標(biāo)志之一。新一代智能變電站設(shè)備的投運，進一步優(yōu)化了電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，為地區(qū)提供一個有力的電源支撐，滿足新增用電需求，增強迎峰度夏、迎峰度冬等用電高峰時期的電網(wǎng)負荷轉(zhuǎn)移能力，有效提高電網(wǎng)供電安全性、可靠性、經(jīng)濟性，也為經(jīng)濟社會發(fā)展提供更加堅強可靠的電力保障。新一代智能變電站的主要特征是“集成化智能設(shè)備與一體化業(yè)務(wù)系統(tǒng)”是先進適用設(shè)備技術(shù)的集成應(yīng)用。

1 新一代智能變電站變電設(shè)備概況

智能變電站有著常規(guī)變電站同樣的基本屬性，它是電力系統(tǒng)中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的電力設(shè)施，它通過其變壓器將各級電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來。智能電網(wǎng)是中國當(dāng)前的一項戰(zhàn)略決策，也是未來電網(wǎng)的發(fā)展方向，智能變電站作為智能電網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分，有著“技術(shù)更先進、供電更可靠、設(shè)備更集成、生產(chǎn)更低碳、運行更環(huán)?！钡耐怀鰞?yōu)勢。智能化一次設(shè)備通過先進的狀態(tài)監(jiān)測手段可實現(xiàn)變電設(shè)備智能化、二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化、變電站系統(tǒng)信息化，支持電網(wǎng)實時自動控制，智能調(diào)節(jié)，在線分析協(xié)同互動，使發(fā)電、輸電、配電到用戶設(shè)施的整體效率提高。同時將極大地滿足個別地區(qū)用電緊張的局面，并與多個變電站實現(xiàn)手拉手供電。最初國內(nèi)的智能化變電站最多只能稱作數(shù)字化變電站，只將二次保護系統(tǒng)換成光纖傳遞，一次設(shè)備處數(shù)字化采集。隨著科技的發(fā)展，新一代智能化變電站已逐步實現(xiàn)自動滿足負荷自動調(diào)度、自動投切排除故障、自動節(jié)能，真正人機對話、物聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)運行調(diào)度無人化。

智能變電站是科技發(fā)展的必然，主要分為智能化一次設(shè)備、層次化繼電保護以及運維支持技術(shù)。簡單地說，就是把變電站人性化，在負荷增加的情況下，變電站送出的電會隨之增加，在負荷減少的情況下，送出的電會隨之減少，確保做到能源節(jié)約。

智能設(shè)備必須具備先進性、環(huán)保性、高可靠性以及集成性等特征，并且采用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化、信息化接口，從而實現(xiàn)在線監(jiān)測和測控保護技術(shù)相融合。圖1顯示了智能設(shè)備都包含了哪些電氣設(shè)備，可以看出一次設(shè)備與其他智能組件的有機結(jié)合，組成一套完整的智能設(shè)備。其中，光電互感器為智能化一次設(shè)備提供了基礎(chǔ)，智能組件是對一次設(shè)備進行測量、控制、保護、計量、檢測等一個或多個二次設(shè)備的集合。被檢測到的信號以及被控制的操作驅(qū)動裝置均采用微機處理器和光電技術(shù)，換句話說就是將繼電保護等二次設(shè)備數(shù)字化，并且集中到智能組件內(nèi)，從而大大簡化了常規(guī)的控制回路結(jié)構(gòu)，同時取代了傳統(tǒng)的導(dǎo)線連接方式。

智能組件的通信包括在10千伏2號電桿上安裝智能監(jiān)拍裝置，監(jiān)拍多條10千伏電纜集中布置的快速通道。該裝置采用光伏組件發(fā)電，利用4G無線通信傳輸信號，裝置可按指令鎖定超高、大型等近電目標(biāo)施工機械，上傳并報警。大量采用了智能組件，將有效緩解地區(qū)電力供應(yīng)緊張局面。同時，，相比常規(guī)變電站，智能變電站更為智能、節(jié)能和人性化，提高了電網(wǎng)供電能力和安全運行水平。SwLight開關(guān)柜 “熱點”熒光光纖測溫系統(tǒng)，做為智能組件一部分，和智能開關(guān)柜一體化，通過了型式試驗，目前這類產(chǎn)品已經(jīng)在變電站、水電站、智能開關(guān)柜等領(lǐng)域大量應(yīng)用。

2 新一代智能變電站變電設(shè)備狀態(tài)評估大數(shù)據(jù)分析展望

2.1 大數(shù)據(jù)應(yīng)用將改變智能變電站變電設(shè)備未來

隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，我們需要挖掘的不是追溯如何發(fā)生的因果，而是事物之間的相關(guān)性。為盡快的適應(yīng)這種變化，新一代智能變電站應(yīng)創(chuàng)建大數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺，積極探索“大數(shù)據(jù)管電”，建設(shè)智能變電站變電設(shè)備火災(zāi)監(jiān)控大數(shù)據(jù)。變電設(shè)備監(jiān)控大數(shù)據(jù)平臺，精準(zhǔn)對焦變電設(shè)備運行時容易出現(xiàn)的短路、過載等不安全行為和不合格變電設(shè)備，實現(xiàn)了短路、過載安全保護；變電設(shè)備故障實時監(jiān)控；用電數(shù)據(jù)分析預(yù)警；用電安全系數(shù)評估，有效降低了電氣火災(zāi)發(fā)生率。依托大數(shù)據(jù)平臺，實時監(jiān)控轄區(qū)內(nèi)臺變和線路運行情況，全面消除影響線路安全運行的隱患和設(shè)備缺陷，根據(jù)變壓器容量、負荷情況分析、診斷重、過載臺區(qū)，并組織工作人員對變電設(shè)備進行摸排，制定有針對性的整改措施，采取線路升級改造及臺變增容改造、轉(zhuǎn)移負荷、檢修線路等舉措，全力保障變電設(shè)備的可靠性。

2.2 大數(shù)據(jù)時代的到來，變電設(shè)備將變得更加智能化

新一代智能變電站變電設(shè)備的智能化，可實現(xiàn)在線監(jiān)測，建立智能巡檢系統(tǒng)；輔助系統(tǒng)智能化；建立一體化數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)變電站分布式狀態(tài)估計、變電站智能告警和故障診斷分析、變電站設(shè)備狀態(tài)診斷和預(yù)警等高級應(yīng)用功能。隨著變電設(shè)備智能化的發(fā)展進程，變電站將實現(xiàn)全天候無人值守，變電設(shè)備區(qū)的運行狀態(tài)及人防安全措施等，都亟待“天眼”保持最大限度不留死角。為進一步滿足無人值班變電站的視頻監(jiān)控要求，變電站將實施全高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的安裝，使安全管理水平又邁上了一個新臺階。

2.3 新一代智能變電站在追求效益最大化時離不開大數(shù)據(jù)

隨著大數(shù)據(jù)分析在新一代變電站變電設(shè)備狀態(tài)評估中的應(yīng)用，規(guī)模日益擴大的輸變電設(shè)備需要管理的提升和規(guī)模效應(yīng)，對狀態(tài)評價工作提出了新的要求，于是以此作為評價依據(jù)，出現(xiàn)了在線監(jiān)測、帶電監(jiān)測、離線試驗和運行環(huán)境。通過狀態(tài)信息的提取，出現(xiàn)了數(shù)據(jù)量大、透明度低，無效數(shù)據(jù)多的狀況，所以有些利益相關(guān)方寧愿不分享這些數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)平臺可以實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)實時評價、設(shè)備可靠性和風(fēng)險評估、設(shè)備故障預(yù)警、支撐在線評價體系。大數(shù)據(jù)平臺通過提供流計算、內(nèi)存計算、批量計算等多種分布式計算技術(shù)，數(shù)據(jù)存儲采用分布式文件系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)庫等存儲架構(gòu)，滿足不同實效性的計算需求。流計算支持實時處理，如在線數(shù)據(jù)實時處理、預(yù)警。內(nèi)存計算支持交互性分析，如在線統(tǒng)計、診斷等交互功能。批量計算支持大批量數(shù)據(jù)的離線分析，如歷史數(shù)據(jù)報表分析。

總而言之，新一代智能變電站變電設(shè)備經(jīng)過SG168工程、SG-ERP建設(shè)，已建成結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化、海量歷史/準(zhǔn)實時、電網(wǎng)空間四類數(shù)據(jù)平臺，有效支撐企業(yè)數(shù)據(jù)共享融合、分析決策系統(tǒng)建設(shè)、實時采集站內(nèi)設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)、進行綜合的診斷分析和全壽命評估，已成為智能變電站建設(shè)不可或缺的重要組成部分。

參考文獻

[1]李棟，董斌，宋寧希，姜帥，劉強，陳上吉.新一代智能變電站整體方案的經(jīng)濟性模糊綜合評價[J].電測與儀表，2014，（05）：96-100.

[2]史京楠，胡君慧，黃寶瑩，楊小光.新一代智能變電站平面布置優(yōu)化設(shè)計[J].電力建設(shè)，2014，（04）：31-37.

[3]唐衛(wèi)華，楊俊武，歐陽帆.新一代智能變電站技術(shù)綜述[J].湖南電力，2015，（05）：1-6.

[4]牛強，侯偉宏，范增輝，梁經(jīng)宛，王雷濤.新一代智能變電站站域保護控制系統(tǒng)研究[J].電氣應(yīng)用，2015，（17）：23-27+48.endprint