浅析110kV智能变电站规划设计

浅析110kV智能变电站规划设计

发表时间：2016-12-02T13:42:25.807Z 来源：《电力设备》2016年第18期作者：高伟豆河伟王喆高雄伟

[导读] 形成技术先进、经济合理的适合智能电网发展现状的智能变电站设计方案。

（国网陕西省电力公司榆林供电公司陕西榆林 719000）

摘要：110kV智能变电站设计研究针对典型的变电站规模，通过考察了解掌握目前智能变电站相关关键技术的发展状况，选择合适的技术应用到变电站设计当中，形成技术先进、经济合理的适合智能电网发展现状的智能变电站设计方案。

关键词：电网运行；智能电网；智能变电站；规划设计

1.引言

智能电网的形成与发展，成为全球电力工业应对未来挑战的共同选择。建设智能电网，对于保障能源安全、应对气候变化、促进节能减排、发展低碳经济、提高服务水平具有重大意义，是优化电源结构、开发利用清洁能源的迫切要求，是满足经济社会可持续发展要求的重大选择，是电力工业科学发展的具体实践。

智能变电站是变电环节的关键技术，是坚强智能电网的重要基础和支撑。电网建设规划设计是龙头，智能变电站的设计直接决定了智能变电站的建设水准和技术水平。对智能变电站设计进行系统研究，形成技术先进经济合理的智能变电站设计方案，对智能变电站建设有着重大意义，也可为智能电网的发展积累宝贵的经验打下良好的基础。

2.智能电网和智能变电站技术研究现状

智能电网是电网发展的趋势和方向，且现己上升到国家战略的高度上。根据国家电网智能化规划，智能电网重点是从发电、输电、变电、配电、用电、调度六个环节实现电网的智能化。对于变电环节，智能电网规划的目标一是实现电网运行数据的全面采集和实时共享，支撑电网实时控制、智能调节和各类高级应用，二是实现变电设备信息和维护策略与电力调度全面互动，三是全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化、高级应用互动化。

智能变电站是变电环节的关键技术，是坚强智能电网的重要基础和支撑。目前发达国家尚未提出智能变电站的概念，但随着欧美智能电网的建设，国外变电站在建设上也逐渐向智能化发展，由于国外各大厂家对智能电网的理解不同，针对变电站的发展建设思路也不同。公司认为变电站应该具有较高的自动化程度和自愈能力，可减少操作和维修工作，进而提高电网的盈利能力，其重点在高度自动化和自愈功能；公司认为自愈功能是智能电网的主要功能之一，其关注重点在于电网运行状态的采集，目前公司已开始研究电网运行状态与设备状态一体化采集技术，但为综合考虑变电站环境等信息的采集和处理。国内方面，在国家电网公司提出建设坚强智能电网的战略构想之初，就把智能变电站作为智能电网建设环节的重要节点之一，并安排了一系列的科研项目来支撑智能变电站的研究和建设。

3.智能变电站概述

3.1智能变电站的定义和主要技术特征

智能变电站是采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能、并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。

智能变电站作为电网的节点，和常规的变电站一样连接线路、输送电能，担负着变换电压等级、汇集电流、分配电能、控制电能流向、调整电压等常规功能，但智能变电站可以完成比常规变电站范围更宽、层次更深、结构更复杂的信息釆集和处理，变电站内、变电站与调度之间、变电站与变电站之间的互动能力更强，信息交换和融合更方便快捷，控制手段更灵活可靠。

3.2智能变电站的实现目标和系统结构

智能变电站采用先进技术与设备，强调优化系统结构与功能，其根本是服务于应用，从业务需求出发，把技术问题、经济问题、管理问题统筹考虑，实现对稳态数据、暂态数据和动态数据的同意采集和处理，从而提高智能电网对全景信息的感知能力，提高高级应用的深度和广度，实现自动化、互动化的目标。

相对于常规变电站，智能变电站在结构上更侧重于物理集成和逻辑集成。一方面，在系统的层面，物理集成体现了面向对象、功能自治的思想，有利于提高间隔功能的可靠性，降低运行和维护费用；另一方面，电力系统本质上是一个互联的系统，仅依靠单间隔、局部信息是很难再系统层面优化保护欲控制功能的。因此，智能变电站也强调逻辑集成，已构成面向系统的应用，实现就地、区域和全局功能的协调，支持具有在线决策、协同互动特征的各种高级应用。

3.3智能变电站的优势和关键技术

相对于常规变电站，智能变电站的优势主要体现在以下几个方面。

（1）一次设备智能化。一次设备智能化是智能变电站的主要特征，也是智能变电站区别于常规变电站的主要标志之一。在现阶段，智能变电站通过配置合并单元和智能终端进行就地采样控制，实现一次设备的测量数字化、控制网络化；通过传感器和主设备的一体化安装实现设备状态可视化，同时，进一步通过对各类状态监测后台的集成，建立设备状态监测系统，为状态检修、校验自动化和远程化提供了条件，进而提高了一次设备的管理水平，延长设备寿命，降低全寿命周期成本。

（2）采样就地数字化。采样就地数字化通过采用电子式互感器或常规互感器结合合并单元的方式来实现。电子式互感器具有体积小、抗饱和能力强、线性度好等优势；可避免传统互感器铁磁谐振、绝缘油爆炸、六氟化硫气体泄漏、短线导致高压危险等固有问题，同时能节约大量铁芯、铜线等金属材料，更符合智能变电站低碳环保的设计理念。

（3）光缆取代电缆，数字取代模拟。常规变电站的一次设备与二次设备之间、二次设备见采用电缆进行连接，而智能变电站增加了过程层网络，通过合并单元、智能终端实现就地采集和控制，用光缆取代了常规变电站的大量长电缆。取消了常规互感器的大功率输入回路，避免了电缆带来的电磁兼容、传输过电压和两点接地等问题，从根本上解决了干扰问题，提高传输可靠性。

（4）通讯规约标准化。常规变电站二次设备缺乏统一的信息模型规范和通信标准，为实现不同厂家设备的互联，需要设置规约转换器，增加了系统的复杂度和设计、调试和维护的难度，增加了变电站建设成本。智能变电站的所有智能设备均按建立信息模型和通信接