智能化变电站建设探讨

李洪杰

(天津泰达电力有限公司 天津 300450)

我国的变电站主要有两种，一种是传统变电站，一种是正在兴起的智能变电站。在我国电力系统中，传统常规的变电站还占据着主体地位，但随着信息技术和网络技术的快速发展，智能变电站正在兴起，加快了我国变电站建设技术的发展步伐。

1 智化能变电站的基本概念

1.1 定义

智能变电站是运用先进数字化信息技术，既可以完成自动采集信息、计量信息、检测信息等基础功能，又具有自动控制、在线分析决策、智能调节、协同互动等高级功能，同时具有低碳环保、交互性好、高度集成、高度可靠等优点的变电站。

1.2 体系结构

智能变电站的体系结构包括 3个层次，即过程层、间隔层、站控层。过程层主要是由一次设备及其所属的智能组件组成；间隔层主要是由二次设备组成；站控层主要是由监控通信等系统组成。

过程层：过程层的设备一般都是一对一连接，设备组成主要包括一次设备和智能组件，而智能组件一般由状态单元、控制单元、保护单元、测量单元、计量单元、监测单元中的一个或多个组成。

间隔层：间隔层主要是由保护系统、故障系统、录波系统、计量系统等组成。它在站控层监测系统遭到损坏失灵的情况下，还可以独立自主地控制本层的设备运转，是一种二次保护措施。它被安装在每个间隔层的配置接口处，实现使用一个间隔数据后的再次作用，即在智能传感器、控制器、远方输入输出之间通信。

站控层：站控层是由诸如控制系统、站域监测系统、通信系统和对时系统等子系统组成。它的功能必须高度集成化，可以全面进行数据采集和 SCADA(监视控制)、电能量采集、控制保护信息等。

2 智能化变电站建设意义

2.1 良好的低碳环保效果

建设智能变电站时，新型的光纤电缆取代传统的通信电缆，提高了信息传输能力，减少了通信电缆的数量，简化了设计和安装调试；数字量输入输出模块的应用，简化了硬件系统；电子式传感器取代传统充油式传感器，增强观测的可控制性。无论哪种改善和取代，均降低了原始能源的损耗，提高了能源之间的转化率，降低了建设和运行成本。虽然在某种程度上还是会对环境造成一定的影响，但相比于传统变电站，极大程度地减少了对环境的不良影响。

2.2 良好的交互性

智能变电站相比于传统变电站交互性得到了极大的提高。它能对信息进行采集和分析，进而精准可靠地回馈给电网，并且与电网的上级控制系统互动，确保电网安全、有效、稳定地运行。

2.3 高度可靠性

在满足电能质量的基础上，客户使用电能的最基本需求是安全、可靠、稳定。智能变电站相比于传统变电站不仅具有极高的可靠性，而且具有自我诊断、自我恢复的功能。这样的功能在很大程度上能减少变电站故障的发生，并且在故障发生时进行自我快速诊断、处理，极大地降低了故障所造成的影响，实现电网的高质量运行。

3 智能化变电站建设发展趋势

3.1 智能化、标准化、模块化

未来智能变电站发展的第一个重要趋势就是设备更加智能化、标准化、模块化。通过提高设备智能化程度，使设备能够基于少量功能代码，实现自动配置甚至调试保护功能。通过提高二次设备接口标准化、功能模块化程度，可以实现不同厂商设备之间的互换，设备的插件可以直接更换，从而简化变电站的设计、基建等工作，进一步提升设备管理水平以及利用效率。

3.2 保护装置微型化、配置层级化

通过实现保护装置微型化、单片机化，直接安装在智能一次设备预留的接口上，减少设备数量和占地空间，精简二次回路，从而降低缺陷发生次数；完善保护层级化配置，构建广域保护网络，加强电网第一道防线与第二、三道防线之间的协作，构建更严密的电网安全防护体系。

3.3 通信网络统一化

站内通信网络统一，简化网络构架，即不再区分过程层网络和站控层网络，使站域级保护、多间隔设备(如故障录波)、自动化后台可以直接从这个统一的大网络中获取数据，减少传输延时，避免因中间环节出现问题而引发二次系统故障。

3.4 检修管理智能化

在目前已有的检修压板和检修机制基础上，增加保护状态检修功能程序。当装置处缺陷或定校，投入相关状态检修软压板，就可以自动实现批量软压板的投退、保护数据自动计算；同时发信给相关保护模块或设备，屏蔽相关保护数据、退出相应的保护功能，装置自动完成相应安全措施布置工作，减少人工作业，省时高效，不易出错。

4 结 语

随着技术不断进步，电网智能化趋势愈发明显，并成为全球电网未来发展的主要方向。在智能电网建设中，智能变电站是核心关键平台。作为电网发展不可或缺的重要基础和节点支撑，智能变电站建设将为实现电网系统安全、可靠、经济、高效和绿色的目标作出重要贡献。