智能变电站与常规变电站比较

摘要：随着自动化控制技术的进步及非常规互感器技术的发展，常规变电站正在被数字化的智能变电站所取代，一次变电站智能化改造大潮正在各电力部门展开。文章从一次设备智能化、对时要求、信息基础、智能应用到辅助系统等方面对智能变电站和常规变电站进行了对比分析，对帮助变电站运维人员进一步了解智能变电站有重要意义。

关键词：智能变电站；常规变电站；一次设备；自动化控制技术；电网建设 文献标识码：A

中图分类号：TM63 文章编号：1009-2374（2015）32-0130-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.32.070

1 概述

随着自动化控制技术的进步、非常规互感器技术的发展、IEC61850标准的颁布实施、网络通信技术的日臻成熟，变电站自动化进入了智能化发展的新阶段。同时，随着国家电网建设“坚强智能电网”总体规划的逐步推进，智能电网建设在全国范围内迅速铺开，而智能变电站作为构建“坚强智能电网”的关键支撑，其相关研究、开发与建设工作也相继展开，在其推动下变电站智能化改造进一步加快。而在此基础上从一次设备智能化、对时要求、信息基础、智能应用到辅助系统等方面对智能变电站和常规变电站进行一次对比分析，对帮助变电站运维人员进一步了解智能变电站具有重要意义，同时对智能变电站的相关建设也具有一定的参考作用。

2 常规变电站和智能变电站的基本结构

2.1 常规变电站的基本结构

常规变电站的网络监控系统由间隔层和站控层两层构成，由于没有统一建模，存在着多种信息标准，接口多样而兼容性差，综合自动化软件版本庞杂不一，存在监控、保护、远动、计量等多个网络。其中的站控层设备由带数据库的操作员站、远动工作站、五防主机等组成；间隔层主要包括保护、测控和IBD等二次设备；一次设备和录波、保护、测控等二次设备之间多采用二次电缆连接，导致二次电缆布线繁复、回路众多。且常规变电站的信息采集由电磁型电流和电压互感器完成，系统内部各装置之间相对独立、功能分散，缺乏整体的协调和功能优化机制，输入信息难以进行共享，对系统的扩展性和兼容性带来了限制。

2.2 智能变电站的基本结构

将智能变电站按照功能定位的不同，分成过程层、间隔层和站控层三个独立但又相互紧密联系的层块，则其中的过程层主要由各种电压等级的智能变压器、电子式互感器（ECT/EVT）、智能断路器及其他智能一次设备构成；而间隔层包含有以继电保护装置为核心的保护单元、以计量状态检测为核心的测控单元、智能化消防报警系统和消防报警系统等；站控层包括以远程通讯和外部通讯为主的站域控制通讯系统、调度指挥系统及电力用户职能管理系统等。

3 智能变电站与常规变电站的差异性比较

3.1 一次设备的差异性

智能变电站与常规变电站在一次设备上的差异性主要体现在其状态检测功能的智能化上，智能变电站能够自动采集设备状态信息并对设备状态进行综合分析，同时还将分析所得结果基于DL/T860服务上传以实现和其他系统进行信息交互，从而扩大设备自诊断的范围及准确性，极大地方便了对一次设备的运行维护。比如智能变电站断路器设备内的电、磁、湿度、温度、机构动作状态等信号的检测对判断断路器运行状态及变化趋势有极大的帮助，从而实现对变电站设备的状态监测。而常规变电站并不具备以上功能，需要对其关键的一次设备（断路器、变压器等）增设相应状态监测功能单元。

3.2 信息基础的差异性

在信息基础方面，智能变电站与常规变电站相比最大的差异在于智能变电站实现了部分或全站的信息传输的数字化、通信平台的网络化和信息共享的标准化，并且智能变电站采用了先进的分布式网络建模和状态评估技术，将“集中式的控制中心状态评估技术”改造为“分布式的变电站状态评估技术”，从而借助变电站内的实时信息高度冗余的先天优势，将信息误差消除在变电站内。同时采用标准化的配置工具实现对变电站设备和数据的统一建模及通信配置，从而使其生成标准的配置文件以供集控系统自动获取与识别，实现变电站内全景数据采集与信息高度集成，为集中控制提供了扩展性强的信息基础。

3.3 对时要求的差异性

在对时要求上智能变电站要远远高于传统变电站。传统变电站主要采用SOE时标来判断动作时序，并以此保证电网运行安全。而智能变电站要和站外系统进行协同互动，因而必须要以精确的绝对时标为前提。在确保安全运行的先决条件下，智能变电站可采用IEEE 1588网络进行对时，这样既可以简化对时系统，又能保证对时的精确性。

3.4 智能高级应用的差异性

和常规变电站相比，智能变电站的高级应用功能主要有：一是具备基于逻辑推理、告警分类及信号过滤的全站智能告警功能，能够针对事故及异常提出合理的处理方案；二是能通过对电压/无功的连续调控实现变压器经济运行并优化电能质量；三是在设备信息、运行维护方案等方面和调度中心及集控中心实现互动，从而实现设备状态的全寿命周期管理；四是具备自适应保护功能，在电网事故时和相邻变电站或调度中心进行协调配合，实现动态改变继电保护和稳定控制策略及参数。

3.5 辅助系统智能化的差异性

在常规变电站中通过应用视频监控系统、环境监测系统、辅助电源等构成的辅助系统，使得信息资源更加丰富，保证了常规变电站的稳定运行，然而在常规变电站的实际运行过程中仍然存在着纵向层次多、横向系统多为主要特征的“信息孤岛”，导致出现了视频监控规约复杂、信息杂乱和系统联调困难等问题，给常规变电站运行埋下了隐患。而智能变电站辅助系统通过在远程视频监控终端和站内监控系统以及其他辅助系统之间，在设备操控、事故处理等方面建立协同联动机制，并及时准确地跟踪事故发生项点，将其远程传输到集控中心，使集控中心运维人员在远端实现对各辅助系统的操控，从而实现智能变电站的辅助电源一体化设计、一体化配置、一体化监控、远程运行维护；实现辅助系统优化控制，对空调、风机、加热器的远程控制或与温湿度控制器的智能联动。

4 结语

总体而言，智能化变电站是常规变电站自动化技术改造的目标，其最大的特征在于一次设备的信息化、信息交互的标准化、运行控制的智能化、保护控制的协同化和分析决定的在线化。智能变电站的发展与应用对构建“坚强智能电网”有着至关重要的作用，并且可以预见的是随着国家智能电网建设的逐步深入，常规变电站将被智能变电站所代替，而在此过程中作为电力部门要高度重视自动化、计算机技术、信息技术等方面人才的培养与引进，同时作为运维人员要进一步加强对智能电网相关知识与技能的学习，只有这样国家智能电网建设才能得到更好更快的发展。

参考文献

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作者简介：刘斯斯（1984-），女，湖北襄阳人，湖北省襄阳市襄阳供电公司调控中心监控班工程师，研究方向：电力调度。

（责任编辑：蒋建华）