智能变电站建设中关键技术探讨

智能变电站建设中关键技术探讨
摘要：智能变电站作为打造智能电网的重要基础环节，是智能电网建设的重要节点。

对智能变电站关键技术的研究，对前沿技术进行深入探索，提高智能变电站的运行能力。

对打造新时期的智能电网的具有十分重要的意义。

本文探讨了智能变电站的关键技术，并对智能变电站的技术发展提出了一些建议。

关键词：智能变电站；关键技术；智能设备
引言：
智能变电站是指使用先进的电子器件、控制技术以及现代通信技术等智能技术，搭建高度集成化、规范化、一体化的智能系统平台，对变电站一次和二次设备实现实时监测和信息管理，实现变电站的自动运行和保护，对故障进行智能分析和决策等高级应用功能，提高变电站的管理和运行维护水平。

智能变电站作为智能电网当中的重要环节之一，担负着实时采集变电设备运行状态，并对信息进行相应的处理和发布任务，同时还可以对电网进行实时控制和智能调节等应用功能，实现了变电站和调度、变电站和变电站、以及变电站和用户间的协同互动。

智能变电站不仅为电网安全稳定的运行提供了实时的数据基础，而且对未来智能电网更复杂的功能提供了技术支撑。

一、智能变电站的组成结构
智能变电站项目国际通用标准IEC61850将变电站自动化系统从结构上分为过程层(设备层)，间隔层，站控层，如图1所示。

过程层(设备层)是由一次设备与智能间隔组件构成，其主要功能是完成电能的变换、传输、分配以及对电气设备进行控制、测量、保护和状态监测等功能，实现了一次设备的智能化管理。

间隔层是由二次设备组成的一层，不但可以进行数据的传输并且也起到对一次设备进行隔离的功能。

主要是由继电保护装置和测控装置等组成，实现了二次设备的网络化。

站控层是由自动化系统、通信系统和对时系统等组成，主要功能是对全站电器设备的测量与控制，包括数据采集、监视控制以及保护信息管理等功能。

智能变电站是由过程层、间隔层和站控层组成的不可分割的统一整体，不断实现变电站信息数字化、通信网络化以及信息标准化。

图1 智能变电站结构图
二、建设智能变电站的关键技术
智能变电站中所采用的先进技术不但改变了传统的变电站架构，增强了变电站和电网中其他设备间的信息交互，并且实现了智能变电站分层分布的管理方式，提高了变电站运行的安全可靠性。

2.1一次设备的智能化
智能化的一次设备是未来智能变电站的重要组成部分。

一次设备智能化是智能变电站的重要标志，是变电站发展的趋势。

一次设备智能化是指一次设备与智能组件的有机结合起来，实现测量的数字化、控制的网络化、状态的可视化以及信息的互动化等功能。

智能化的一次设备通过智能监视与控制手段，体积小结构简单。

不但降低了设备的运行成本，也降低了人为因素对设备造成的损坏，为变电站的信息采集与传输打下坚实的物质基础。

2.2通信技术
IEC61850通信标准的使用使得智能变电站实现了标准化、规范化、互操作的信息共享。

IEC61850为变电站自动化系统统一协议、统一数据模型、统一接口，实现数据交换的无缝连接，实现不同厂家产品的互操作提供了可能。

规范了变电站内智能电子设备之间的通信行为和相关的系统要求，具有开放性、分层结构、可自我描述、完整性等特点。

2.3电子式互感器技术
电子式互感器没有铁心，不存在铁心饱和问题,其暂态性能良好，保护故障测量的准确性大大提高，电网的安全运行得到了保证。

电子式互感器没有构成电磁谐振的条件，抗电磁干扰能力强，绝缘相对简单，高压侧与地电位侧之间的信号传输采用重量轻、体积小、绝缘性能良好的玻璃纤维，能够直接提供数字信号给计量、保护装置，有助于二次设备的系统集成，加速变电站的数字化和信息化进程，可以同时满足测量和保护的需要，动态范围大、精度高、测量范围广，最具发展潜力。

2.4在线监测技术
在常规变电站中，一次设备主要采用计划检修的制度，定期停电后对设备进行检修，可分为大修、中修和小修。

例如定期对变压器、断路器停电进行预防性检修。

存在对新形势要求的不适应以及安全生产方面的弊端。

随着技术的进步，一些参数的在线监测技术得到了发展。

智能变电站在线监测釆集断路器或者GIS、变压器、CT、PT等高压设备信息，通过状态监测单元实现变压器油色谱、GIS/PASS等组合电器的局部放电、容性设备的介质损耗、高压开关设备的运行状态等主要设备的在线监测。

通过对运行设备状况进行监测、诊断、评估，最终确定是否对该设备停电进行检修，最终实现状态检修。

全面、实时的反应设备的运行状况，可以有效的避免设备发生故障，并可为设备状态检修提供基础数据,
实现站内设备自诊断功能。

2.5智能设备维护技术
如果变电站内主设备发生异常和故障，系统根据已经设定好的参数，记录下该时期发生的时间和情况，提供状态分析报告，给出故障原因。

按照以上提供的信息资料，管理系统可以及时的给出处理意见。

另外，智能变电站还可以根据采集的数据信息进行分析推理，确定事故发生的位置与事故的性质，自动发布设备检修报告，让调度人员方便的进行事故处理，提高了系统的检修效率。

三、智能变电站技术发展的建议
智能变电站属于刚刚起步阶段，对智能变电站技术的研究将是一个长期的过程，尚有许多问题还需要进一步深入研究和探讨。

3.1标准规范方面
进一步开展标准化工作对网络的安全可靠性进行研究，制定相关规范，给出统一的实时监控的标准及方法。

组织电子式互感器厂家和有关研究单位开展接口标准化工作，实现产品接口标准统一。

组织系统保护厂家和有关研究单位进行信息标准化工作，实现线路光纤纵差保护装置交换信息标准化。

制定IEC61850工程实施规范，并统一继电保护等系列工程应用模型,提高系统互操作性。

3.2运行维护方面
目前网内多数检修及维护队伍对智能变电站中的交换机网络及通过光纤传输测量的保护测控装置了解程度不足，缺乏网络、交换机知识，且缺少必备的测试仪及检验工具，导致口前二次设备检修、维护、故障消除等工作严重依赖厂家。

随着智能变电站进入全面建设阶段，厂家难以提供及时的维修维护。

对系统内检修及维护队伍实现高标准培训，增强网络知识，配置适应智能变电站的保护、网络测试仪及检验工具，提高检修水平。

3.3智能变电站管理制度建设
智能化技术的深度使用，必须有相适应的管理制度。

站内信息及设备的高度集成整合需要主站端的配套调整，需要运行、调度、基建及物资部门高度统一。

各部门应做好协调工作，按照“统一规划，协调建设”的建设理念，总结己有工程及运行维护管理经验，配套建设相适应的管理制度。

四、结论
目前，智能变电站的建设还在不断探索，集成式的信息平台的建设尚未完成，硬件技术和软件技术的支撑还处于应用探索阶段。

另外因为通信方式和通信的实时可靠性的制约，智能变电站的研究工作还要进一步深入。

智能变电站作为智能电网中的一个重要组成环节，智能变电站要不断将先进的电力电子技术、通信技术和控制技术相互融合，才能实现不断优化电能资源的目标，实现智能变电站易集成、易扩展、易升级、易改造、易维护的工业化应用要求。

参考文献
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