智能变电站关键技术及其构建方式思考

摘 要：在科技不断发展的背景下，电网技术逐步朝着智能化电网的方向发展。为了实现智能电网的全面覆盖，首要条件便是做好智能变电站的构建工作。基于此，文章从智能变电站的相关概念出发，就其关键技术及构建方式展开全面探讨，在为智能变电站提供衡量标准的基础上，推动我国智能电网的进步与发展。

关键词：智能变电站；关键技术；构建方式

1 智能变电站相关概述

智能变电站指的是将实现资源贡献及信息数字化发展作为基本要求，由多种可靠、环保、低碳、集成的智能设备共同组成的一种变电站。智能变电站不但可很好地完成传统变电站内部各项基本功能，进而促进电网的正常运行，更可以根据高级应用功能，来开展在线分析、在线决策、智能调节、协同合作等方面的工作，实现变电站的长远发展。

1.1 智能变电站具备的优势

相比于传统的变电站，智能变电站具备集成性高及可靠性强等显著优势。

其一，集成性高。在智能变电站中，科学、合理应用了计算机、网络通讯、电子电力及传感等众多现代化技术，这些技术的有机结合不但促进了微网兼容及虚拟电厂的实现，而且将采集变电站设计的方式进行了充分简化，为智能电网的建成与覆盖提供了可靠的信息支持。

其二，可靠性强。电网得以正常运行的条件便是具备一定的可靠性。其中，智能变电站及其内部智能设备的可靠性均比较强，因而就要求变电站的诊断水平达到一定的高度，只有这样才能在设备发生故障前展开及时有效的预防工作，从而确保设备的可靠运行[1]。

1.2 智能设备的作用

为了与智能电网的建设相适应，我们提出了智能设备这一概念。智能设备的出现，取缔了传统一次设备及二次设备之间的划分，并集合了间隔层、过程层包含的各项功能。人们通过采取科学、有效的措施，便可对智能设备的具体运行状况展开分析与评价。在智能变电站中，智能设备的应用为站内设备运行的稳定性及可靠性提供了充分保障，并能对站内的状况展开及时的监管；其次，还可有效评估并判断一次设备的使用周期及故障情况，从而为变电站内部技术在运行检修方面提供更多的支持。除此之外，智能设备的使用极大程度上降低了变电站的投入成本及安全隐患的发生[2]。

1.3 供电管理系统

在智能变电站中，考虑到LED固体光源属于一种支流供电，因而在设计电路时，无需采取措施将直流变为交流。其中，蓄电池的正极与晶体管集相接，负极则与地相接，其供电管理系统。在此系统中，其利用电压电流转换器对放电电流进行检测，随后再通过放大电路、A/D转换电路等地，最后进入到控制器中，此时单片机便会检测放电的电流是否处于恒定的状态。如果检测到尚未恒定，那么就会调节输出的电压，使其在经过D/A转换，并经过跟随器及放大器后，有效控制晶体管集的极电压，进而确保放电电流的稳定性。与此同时，蓄电池的电压也经过反相放大器、跟随器等，再经A/D的转换操作后，向控制器输入，从而确保控制器能对变化的电压展开监测。除上述作用外，控制器还会实时检测蓄电池的电流及电压，从而有效防止因电池放电而造成的损坏。

2 智能变电站关键技术

2.1 电子互感器

国家电网公司于2010年在第一批7个智能变电站试点工程中（其中3座为改造站，4座为新建站），采用了电子式互感器这一项技术，例如基于分压原理的互感器，以及光纤式的互感器等。从产生的试点效果展开分析，我们发现电子互感器技术的可靠性还待进一步的改进。其存在的问题主要表现在以下方面：基于分压原理的互感器，其高压传感部件存在一定数量的电路设备，只有在外部供电的情况下方可开展工作，同时还需解决有关电磁兼容的问题；而对于光纤式的互感器，其在实际应用过程中，当电流出现较低的情况时，会产生非常大的噪音。除此之外，二次调理线路还经常设置在电子式互感器中，与一次部件相比，使用寿命不相同。通过全面分析设备的可靠运行等因素，智能变电站大多有机结合了传统的互感器及合并单元采样。

2.2 智能设备组网措施

智能变电站在采取设备组网措施时，通常情况下会以三层两网的原则展开设计。对于合并单元及终端智能，则应以间隔下方为基准，从而将其在汇控柜中进行合理设置，并通过使用具备测控及保护作用的一体化设备来保护二次智能设备，并以相互之间的间隔为标准进行组屏[3]。智能变电站通过结合配置110kV的主变压器保护及220kV等级保护，从而使星型双网结构能被交换机使用；而通过直跳直采等措施来施加保护，则可利用GOOSE这一先进的网络传输技术，将设备的间隔封闭剂启动失灵等信号充分反映出来。

2.3 智能设备的在线监测

通过在线监测智能变电站内各设备的运行状态，可有效监测SF6气体的密度、变压器的油色谱，以及铁芯的电流接地情况等。总体进行分析，此项技术能将数据准确测量出来，已达到较为成熟的状态。在监测断路器接头的温度及开关行程等因素时，应当将理论知识与实际情况相结合，进而展开研究工作。当前，在线监测技术在变电站中的应用效果比较普通，相比于一次设备，其可靠性也比较差，具体表现在传感器接头容易受到损害；监测精度也会在长期运行下呈现出不断下降的趋势，因而难以确保数据的准确度。此外，变电站中存在各种通讯设施及电子设备等，形成了有强电磁的环境，容易受到外界震动、电磁干扰以及湿度温度变化等因素的影响。由于上述原因的存在，因而智能设备在线监测这一技术大多应用在智能变电站的试点工程中。

3 智能变电站的构建方式

3.1 科学体系的构建

为赋予智能变电站良好的性能，就需要设置完善的体系构架，加强软件技术的应用力度，并与变电站的实际需求相结合，进而展开科学合理的配置与调节。此外，在智能变电站的控制体系中，为构建起安全、灵活的功能体系，就需要加强软件固件及硬件集成等技术的应用力度。经相关实验研究显示，采取上述措施构建出来的智能变电站结构体系，可极大程度上促进变电站信息化及自动化程度的改善，在简化系统维护措施，为电网与变电站之间的联系提供便利的同时，对投入成本进行了合理控制。

3.2 继电保护及信息资料的安全性

对我国传统的变电站展开分析，可以发现其继电保护的水平均不是很高。因此，在构建智能变电站时，就应当采取开放的防护措施，并以电网数据的变化为基准，对继电保护进行控制与调节，从而为智能电网运行的可靠性提供充分保障。在智能变电站的构建过程中，为确保信息数据传输的可靠性及安全性，通常采用网络自动化的控制技术，只有构建出信息资料安全的评估系统，才能为智能变电站提供完整的信息资源。

4 结束语

综上所述，考虑到智能变电站具备传统变电站无可匹敌的优势，其不但是智能电网建设中一项不可或缺的组成部分，同时更是我国电力企业的发展趋势。基于此，我们应当对智能变电站的关键技术及其构建方式展开研究，在促进智能变电站安全、可靠运行的基础上，实现我国电力行业的可持续发展。

参考文献

[1]郭军亮.智能变电站关键技术及其构建方式的探讨[J].企业导报，2014，6（14）：140-141.

[2]林宇锋，钟金，吴复立.智能电网技术体系探讨[J].电网技术，2011，33（12）：8-14.

[3]曹楠，李刚，王冬青.智能变电站关键技术及其构建方式的探讨[J].电力系统保护与控制，2011，5（9）：63-65.

作者简介：吴振勇（1987-），男，广东省中山市人，工作单位：广东电网公司中山供电局，职务：变电站值班员。