浅谈智能变电站

浅谈智能变电站

发表时间：2016-05-21T14:43:40.823Z 来源：《电力设备》2016年第2期作者：曹正锋

[导读] （国电南瑞科技股份有限公司南京 210000）智能变电站是坚强智能电网的重要基础和支撑。

（国电南瑞科技股份有限公司南京 210000）

摘要：智能变电站是坚强智能电网的重要基础和支撑。本文阐述了智能变电站与数字化变电站的主要区别，介绍了智能变电站的体系结构、智能一次设备的功能和智能设备与顺序控制的特点，重点研究了智能变电站对应的高级应用功能。

关键词：变电站；智能；电网

引言

随着科技的发展，社会的进步，国家电网快速发展，智能变电站的建设也越来越多，智能变电站由智能设备和智能高级应用两个特征，具有多信息融合，智能化监控设备状态、智能化变电站防误闭锁等高级功能。智能变电站的普及为实现我国变电站的自动化运行和管理会带来深远的影响，具有重大的技术和经济意义

一、智能变电站的现状及概念特征

数字化变电站是由智能化一次设备和网络化二次设备按过程层、间隔层、站控层三层结构体系分层构建，建立在符合国际标准的IEC61850通信规范基础之上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。数字化变电站使传统变电站的所有信息采集、传输、处理、输出过程由过去的模拟信息全部转换为数字信息，并建立与之相适应的通信网络和系统。

二、数字化变电站与智能变电站区别

智能变电站指的是具备有高级功能的变电站。这些功能包括：（1）能够实现自动信息采集、控制、测量、保护、监测和计量的一些基本功能，就要求变电站要有先进可靠、环保集成的各种智能化的设备，并且整个变电站尤其可以做到信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化。（2）可根据电力系统的需要支持电网，实时调节智能、控制自动、互动协同、在线决策分析等，与电网信息标准化、集成一体化、协同互动化。(3)数字化变电站指的是通过智能化一次设备和网络化二次设备，并且是由三层（过程、间隔和站控）结构体系一层一层构成，是一个现代化变电站，其能够基本完成站内设备之间信息共享，以及互为操作。和传统变电站不一样地方：它将传统的模拟信息都变为数字信息传递，并且建立起与其相互适应的数字化通信系统和网络。智能变电站要求实现一二次设备运行状态信息采集功能；并建立各种数据的标准化信息模型，模型包括设备状态、电网实时态同步运行信息、保护信息、电能质量、实时稳态、动态、暂态、信息模型、设备在线监测、视频等完整一致的各种数据。

数字化变电站特别强调手段的数字化，而智能变电站强调“智能性”，智能变电站强调的是智能化自动化系统一次设备和高级应用，以及支撑智能电网，所以智能变电站的技术根基是数字化变电站的相关技术，而未来变电站发展的方向、变电站各项技术的跨越则肯定是智能变电站。

三、智能变电站的各项体系构建

智能变电站，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，实现与相邻变电站、电网调度等互动的变电站。

智能变电站的构成主要包括过程层（设备层）、间隔层、站控层。过程层（设备层）包含由一次设备和智能组件构成的智能设备、合并单元和智能终端，完成变电站电能分配、变换、传输及其测量、控制、保护、计量、状态监测等相关功能。间隔层设备一般指继电保护装置、测控装置等二次设备，实现使用一个间隔的数据并且作用于该间隔一次设备的功能，即与各种远方输入/输出、智能传感器和控制器通信。站控层包含自动化系统、站域控制、通信系统、对时系统等子系统，实现面向全站或一个以上一次设备的测量和控制的功能，完成数据采集和监视控制（SCADA）、操作闭锁以及同步相量采集、电能量采集、保护信息管理等相关功能。

（1）智能组件对一次设备进行测量、控制、保护、计量、检测等一个或多个二次设备的集合。相当于原来二次设备的概念，其中包括测量单元、控制单元、保护单元、计量单元、状态监测单元。以此实现对设备各类信息进行采集并保护，更要对电能进行计量，实际上是一次设备状态监测功能的元件集合体。

（2）智能设备一次设备与其智能组件的有机结合体，两者共同组成一台（套）完整的智能设备。

（3）全景数据反映变电站电力系统运行是否稳定、动态数据以及变电站设备运行状态等数据的集合。以提供信息的可靠、准确和信息的安全等，并做到提供信息的最终信息是否达到信息的数字化、集成化以及网络智能化的目的。在信息安全方面，遵循国家及国际标准，以保证站内与站外的通信安全及站内信息存储及信息访问的安全，实现与上级调度中心通信的认证及加密，实现站内各系统之间的安全分区及安全隔离。

（4）顺序控制当变电站发出整批指令后，主要系统设备状态信息变化是否到位，是实现顺序控制的主要因素，也表明设备动作执行可靠度高。而顺序控制时职能变电站的基本功能之一，其功能要求如下：①满足无人值班及区域监控中心站管理模式的要求。②可接收和执行监控中心、调度中心和本地自动化系统发出的控制指令，经安全校核正确后，自动完成符合相关运行方式变化要求的设备控制。③应具备自动生成不同主接线和不同运行方式下典型操作流程的功能。④应具备投、退保护软压板功能。⑤应具备急停功能。

（4）站域控制及站域保护我们通过对变电站内信息的分布协同利用或者集中处理判断，以此实现站内自动控制功能的装置或系统。在进行统一采集的信息时，要集中进行分析或分布协同方式判断故障，自动调整以保护电系统。

四、智能变电站的高级应用功能

1、设备状态监测

为了使设备状态检修更加科学可行，智能设备就一定要实现在线广泛监测，并且要有效地获取电网运行状态数据、各种智能电子装置的故障和动作信息及信号回路状态，才能有效减少了二次电气设备状态特征量采集的盲区。

2、智能操作票系统

此系统需要实现五防闭锁软件以及顺序控制软件的功能。此系统可以实现模拟态与实时态数据的安全隔离，并且利用这个系统平台提供的各种各样的服务和功能，使用实时态（SCADA）数据采集与监视控制系统模型和图形。根据电网拓扑的接线模型进行系统识别，用户根据规章制度定制开票规则，智能推理操作票，图形中开票、票内中执行，自由定制业务表单，并且灵活切换多种开票方式，全过程管理操作票生命周期，提高了操作票的直观性可视性和，还有严格依照完善的权限管理机制和电网拓扑的五防检验机制，保证整个操作过程的实时、安全、可靠。

3、无功自动分析电压控制

根据子系统的最少操作次数以及电压经济、合格为目标，将区域子系统电压控制设为第二级控制，这样就可以实现智能电网子系统中上下等级变电站之间的协调智能控制。首先要从调度自动化系统中采集到各种实时的数据，综合分析导入的无功分析和电压分析模块，从而形成了变电站电容器的投切指令、变压器分接头的调节指令、多变压器经济运行指令，交由集控中心或者调度中心控制系统执行。

结束语

传统的电网已经不适应社会的发展，智能电网的出现，保证了电网的安全可靠运行，而智能电网的重要基础和支撑是智能变电站。智能化变电站自动化是一个系统工程，要实现全部智能化变电站自动化的功能，还有许多技术问题需要攻关解决，相信在不太运的将来智能化的变电站自动化系统，将有一个蓬勃的发展期。

参考文献

[1]孙琰.变电站自动化系统的新发展[J].黑龙江科技信息，2008（21）.

[2]关杰,白凤香.浅谈智能电网与智能变电站[J].中国电力教育,2010,21.