智能变电站及其技术特点探讨

宋涛 赵克信

摘 要：现如今智能电网技术伴随着我国经济社会的发展得到了发展和广泛应用。而智能变电站则是智能电网建设的关键和基础。本文笔者将着重介绍智能变电站的基本构成以及对应的关键技术。旨在通过本次研究为今后智能变电站实际投入应用奠定坚实的基础。

关键词：智能变电站；智能电网；一次设备；技术特点

我国在2009年起就开始提出了智能电网的构建，旨在遵循统一规划、标准与建设的原则，构建智能电网。但是在具体构建智能电网的过程中需要考虑到不同类型电网的实际需求，实现信息化、自动化等目标。智能变电站在智能电网建设当中是其中十分关键的技术，最终需要实现高效化目标。[1]

1 智能变电站基本内容概述

1.1 智能变电站构建的必要性分析

在建设智能变电站的过程中需要以通讯平台网络化、信息交互化以及全站信息数字化为基础，当前也在逐渐应用不少新的、可靠与先进的技术和智能化集成设备，以这些为基础构建变电系统，从而实现相关信息的采集、测量、处理和分析以及最终的控制等功能。智能变电站系统当中包含了高压设备和信息平台，其中信息平台所起到的作用主要为，统一获取管理系统当中的上层信息，实现信息的标准化；另外则是可以促进透明化目标的实现。智能高压设备所起到的功能则是包含智能变压器、互感器以及高压开关等。智能电网在今后的发展仍然具备十分宽广的发展空间，这也是未来的发展方向，已经得到了国家的重视。[2]

1.2 智能变电站优点

智能变电站和传统所采用的变电站相比，所具备的优点主要表现在一下几个方面：（1）其交互性更加显著。变电站中心系统一般会统计处理相关的数据，继而向电网开展专门的反馈，不但如此，还可以在处理相关的数据之后，与其他系统之间完成信息的交流。因为需要满足这两个方面的需求，因此必须要求智能变电站具备很强大的交互性特点。（2）可以实现低碳环保的目的。智能变电站主要使用高集成度的电子元件以及光线电缆构成的，这些构成部分的节能减排结果，使智能变电站的能耗有效降低，继而减少对环境带来的污染。（3）变得更加可靠和安全。智能变电站具备很高的统一度，每个部分的缓解都会受到中心系统的控制，因此在程序上也存在一定的关联性。[3]如果某个部分出现问题，就会导致连锁反应。因此在智能变电站建设的过程中就需要考虑到各种各样的风险，开展更加科学合理的建设，实现最大程度的安全性。

1.3 智能变电站的主要构成框架

智能变电站的核心是以计算机技术控制系统为核心，所使用到的核心设备和系统等需要借助于传感器等对电压和电流的变化开展实时监控。光纤则是传递这些数据信息传递的载体，为了确保数据在传输过程中的安全性，还需要设置专门的回路装置对数据进行保护。因此总体上来看，可以直接将智能变电站分为不同的层次，包含间隔层、站控层以及间隔层。[4]其中设备层当中包含变电站当中所使用到的各种设备一起，可以起到锁闭作用，确保设备在带电操作和运行当中能够因为误操作所带来的意外事故。设备层当中还包含断路器、互感器等不同的设备，调节相关输配电的参数。站控层则是对智能变电站进行全方位的控制，主要需要通过人机交互设备以及自控器来实现。需要对变电站当中的各项数据进行实时的监控，若相关数据指标出现异常，需要发出警报或者进行自我处理。间隔层的主要功能是连接站控层和设备层，将智能变电站当中所包含的设备等进行管理、监控和连接，使智能变电站的整体功效得到有效发挥。

2 智能变电站的主要技术特点分析

2.1 一次设备主要内容介绍

高压设备在电网中属于比较基础的构成单元。高压智能设备也是智能设备的另一种称呼，更是构建智能电网的重要环节，也因为其具备的特殊性和传统的电网之间存在明显的差别。智能电网当中的智能变电站会利用传感器来实时监控运行状况，使电网设备实现自动化、可观测以及可控制的目标。[5]在我国所颁布的相关文献当中一次设备给出了专门的界定与规定，因此在一次设备的实际应用当中需要以这些既有的规定作为前提，再开展一体化设计，主要包含以下内容：（1）需要完成高压设备以及相关部件、传感器、执行器等一体化设计，从而实现控制和监测目的。（2）需要将高压设备、互感器、断路器等进行一体化设计，减少智能变电站的占地面积。（3）在智能组件当中，需要进行计量、控制、测量和保护等，以此为基础开展一体化设计，完成一次和二次设备的融合设计。

2.2 顺序控制相关技术介绍

顺序控制是智能化高压设备不同具体功能实现的根本，也是满足无人值班以及区域监控中心站正常运营要求的保障，可以实现后台系统、调度中心和监控中心所发布的各项控制命令等，在经过校核之后，会满足相关运行方式的变换需求，也可以自动生成不同运行方式或者是不同主接线情况下的典型操作步骤。如果设备出现了紧急缺陷，会导致不同急停现象出现，为了实现可视化操作，还会配备不同可以直观观看的图像画面。

2.3 不同高级功能的实现

设备状态监测、智能操作票、综合故障诊断、防误功能、智能告警等都属于智能化变电站高级功能，具体分析如下：

（1）状态监测相关技术与方法。智能变电站的智能具体表现为可以实现在线监测，且能够实现不同形式的在线监测，这一功能的具备也让监测变得更加的科学可行。在智能变电站当中可以使电网当中各种运行状态数据得到有效地获取，同时也可以对设备当中涉及到的智能电子、信号回路可能出现的故障状态等进行监控，减少数据采集过程中出现的盲区。但是纵观当前已有的智能变电站在线监测技术水平发现其无法将所有设备都囊括进来开展全面在线监测。如果是针对一些主要的一次性设备进行在线监测，反而可以获得很好的效益，同时也可以对一些变电站当中使用的主变设备、避雷器设备等进行在线监测。

数据融合也是信息融合，主要是对多种数据进行获取、表示以及分析等，发现不同数据信息之间的内在联系。信息融合技术处理信息主要是從多信息角度出发，发现不同数据之间的内在联系和规律，删除无聊信息，确保最后得到的信息都是正确的以及有用的信息，也为今后智能信息处理相关技术的进一步发展提供新的途径和保障。

同时在智能变电站当中还包含诊断系统以及状态监测系统，主要是用于设备状态信息的监测，其依托的基础是多信息融合技术，对设备进行综合故障监测和诊断。在实际应用这一功能的过程中需要对相关设备的运行历史、环境、运行状态和特性参数等进行全面有效地评估。

（2）防误功能相关技术分析。在智能变电站当中，防误闭锁技术的应用表现为：①智能变电站技术与常规变电站的防误闭锁功能相比，增加了监控中心层面的功能。②顺序控制主要是通过计算机来下达操纵任务，通过计算机按照步骤来完成操作任务。在智能变电站当中所有的开关都会设置防误功能，如接地开关、隔离开关等，需要采用本间隔电气节点和编辑防误等来实现防误功能。在逻辑防误实现的过程中，GOOSE属于关键的节点，需要得到足够重视。

（3）事故信息分析决策。在智能变电站当中会安装专门的事故信息决策分析系统以及告警系统。在具体运行当中会将接收到的信号分开，提取与保存与故障相关的信息，再对这些保存下来的故障信息进行处理与判断。可以结合已有的相关变电站逻辑和推力模型等分类和过滤告警信号，再在此基础上完成相应的推理和分析。若变电站出现异常会进行自动报告，同时提出相应的故障处理指导意见，也为主站进行智能报警和相关决策提供依据。

（4）智能操作票相关内容介绍。 顺序控制软件以及五防连锁等都是智能操作票当中的重要构成内容。在实际过程当中在使用智能操作票系统的过程中需要与平台充分结合起来，实现实时的SCADA图形以及模型等，同时还需要使实时态和模拟态数的可靠隔离得以实现。以确保整个过程都可以安全、实时、可靠等，结合用户自身需求完成相应的定制，实现操作票的智能推理。可以自由定制业务表单，也可以对不同的开票方式进行自由切换。系统拓扑五防功能、权限定制功能、开票功能等都是智能操作票的主要内容。

（5）电压无功自动技术主要内容分析。在此种技术的作用下，电压控制可以被当做二级控制，以此为基础实现最合格、最经济以及操作最少等相关目标，同时也可以在子系统内部實现不同变电站之间的控制和协调。但是其目标的实现首先需要数据采集，送入无功分析和电压分析模块，进而形成主要的调节指令，运行指令。

参考文献：

[1]吴国海.智能变电站及技术特点[J].环球市场信息导报，2017（35）.

[2]李孟超，王允平，李献伟，等.智能变电站及技术特点分析[J].电力系统保护与控制，2010，38（18）：5962.

[3]小平.智能变电站及技术特点分析[J].科技与创新，2016（7）：141.

[4]白东亚.智能变电站及其技术特点之我见[J].科技展望，2015，25（11）.

[5]陈谦.智能变电站及技术特点分析[J].城乡建设，2012（35）.