浅析电网的智能发展

许崇伟 刘智慧 张童 贾明潇

摘 要： 随着时代的发展，智能化所带来的便利已深入人们的生活。大到工厂车间小到住宅小区，智能控制都发挥着不容小觑的作用，其中电力系统的智能化也同样是其发展的必然。电力系统的智能化不可能单靠电网的智能，它需要电力系统各部分的智能协调才能最大限度发挥出智能化所带来的在安全性和可靠性上的优势。本文是在电源智能化的前提下通过分析智能化在當前电网中的应用，进而展望电网的智能化发展。

关键词： 电网；智能；安全可靠；线路检修；变电所；发展

一、电网智能化的基本概念

分析电网的智能化要先弄明白电网和智能化这两个概念。

首先要将电网和电力系统的概念区别开来：电网是由输电线路和变电所组成，其中的变电所既可以用于变换电压又可用于分配电能，也就是说电网实际上是由输电网和变配电网组成。而电力系统则是电网、发电厂电气部分和电能用户的整体组合。其次智能化是由计算机网络技术、现代通信与信息技术、行业技术、智能控制技术组合而成的对某一领域的智能集合。而通俗的理解就是所有利用现代技术能给人们带来便利的都叫智能化。

二、输电线路的智能化

输电线路是由电缆或导线以及各类辅助设备组成的整体。我国输电线路通常运行在恶劣的环境条件下，沿线的气候海拔具有较大差异，线路维护工作难度大，其安全性和可靠性也就难以保障。而一旦输电线路出现故障将会影响到整个电力系统，造成大规模停电。由于传统的人工检修无法克服这些问题，因此采用现代计算机网络技术等科学方法实现输电线路的智能检修是当今电网发展的可选之路。

2.1、GIS的应用

GIS为地理信息系统的简称，包括GPS、遥感、激光雷达扫描技术。输电线路GIS系统将输电线路进行定位并将相应的数据信息显示在地图上，利用数据比对，发现输电线路是否发生故障以及发生故障的具体地点从而实现输电线路的智能检测。

2.2、智能检修机器人应用

传统的巡线方式依靠人工，作业的强度大，效率低，作业人员作业时也存在着较大隐患。智能检修机器人又叫巡线机器人，其利用智能机器人代替人工作业不仅能提高效率，也能将人们从危险的作业环境下替换下来，可谓是输电线路检修的一大福音。

2.3、巡视无人机应用

无人机作业时需在无人机上安装POS系统、激光雷达、双天线接收机、GNSS天线、相机从而完成巡线任务。线路巡视无人机通过激光雷达系统通过扫描采集线路沿线的数据点，对采集到的数据进行三维建模，将输电线路沿线的环境形态、线路三维坐标，线路附着物以及线路表面等数据信息再现，地面上的工作人员通过基准站接受无人机发来的信息，发现输电线路其中的异常。

三、智能输电线路检修的展望

随着现代技术的进步，线路智能检修已是发展必然，针对线路检修的一些制约因素，目前首要的是从以下几点技术上进行改善：

3.1、发展更精确的数据分析与自动处理技术。

3.2、发展集激光，可见光、红外线、自动跟踪于一体的多传感器的智能检修将画面最真实的还原同时最大限度降低投入资金。

3.3、发展全自动无人机，实现自动作业，故障自动识别，同时增强无人机的续航能力，改善无人机避障系统以及克服恶劣环境的能力。

四、变电所的智能化

变电所的主要设备中包含一次设备和二次设备，一次设备包括有变压器、互感器、开关设备等。二次设备则包括一些辅助设备，自动控制设备等。要实现变电所的智能化也就是实现一二次设备的智能化，由于一次设备在变电所中的作用更为突出，因此本文仅论述一次设备的智能化应用。

4.1变压器中的智能应用

变压器是一次设备中最重要的部分，其智能化主要体现在在线状态的智能监控，其中智能监控又包括对变压器油内溶解气体的含量，对油内微水含量，对套管绝缘性能，绕组温度，局部放电等的监控。

4.1.1对油中气体含量以及微水含量的检测是通过分析油分子结构的变化实现的。当油内气体含量或微水含量变化时表明已发生故障，再通过现代化学的分析方法进行判断是哪种故障。

4.1.2检测套管绝缘性能需要检测设备的末屏电流信号。它通过电容式穿芯传感器感应出套管末屏电流的电压信号，再将电压信号进行智能化处理作为套管末屏电流信号输出，在通过后续设备处理实现对套管性能的检测。

4.1.3油温以及绕组温度的检测相对比较简单，通过装设特定温度传感器即可进行检测，进而判断是否故障。

4.1.4局部放电在线监测

实现局部放电检测和控制可以通过安装LC-PD局放单元，其中UHF技术当属局放单元中最先进的技术。其原理是通过超高频传感器来实现功能。

4.2开关设备的智能化

开关设备的智能化主要通过改善其选择性和反应时间来体现，一次开关设备主要包括高压断路器，高压隔离开关，高压熔断器。改善它们的选择性和速断性依靠继电保护装置，传统的开断方式反应时间较长，供电可靠性较差。而智能开关借助微电子技术，由智能控制装置充当开关设备的执行单元，其各方面的性能得到大为改善。

4.3互感器的智能化

互感器也是变电所一次设备中重要的组成部分。互感器的智能化即采用电子式互感器，通过将电子技术、光学技术等现代技术运用到互感器上以提高互感器的灵敏度和可靠性指标。

五、变电所的智能展望

变电所中的大量信息需要通过网络上传，需要相应软件处理。这就难免会出现一些信息处理错误，而电力系统的信息一旦被错误处理所造成的损失将不可估计。因此如何更可靠迅速的对变电所中的信息处理是目前乃至今后一段时间内要着重解决的问题。

六、小结

尽管一些新型能源已逐渐进入我们的生活，但不可否认的是近一百年内电能在某些领域依然具有不可替代的作用。因此电网的智能化发展是十分有意义的，也是发展的必然。放眼未来，电网究竟会有怎样的发展我们无法预想，但能确定的是所有的发展都将趋于智能。

参考文献

[1]黎文政.电力系统自动化中智能技术的应用分析.电工技术，2016（3）.

[2]石海英，伍忠文.变电运维智能化远程管理系统的应用.电子技术与软件工程，2015.

[3]张信贵，孙存玮，杨波.试述输电线路智能化运行维护技术.电力设备，2016（13）.