新一代电力系统下智能变电站的运行优化与控制策略研究

王树志

（国网宜兴市供电公司）

0 引言

随着社会的不断演进， 人们对电力的需求已经发生了翻天覆地的变化， 传统的变电站运营方式已经无法适应电力企业的蓬勃发展。因此在实际应用过程中， 相关人员必须要加强智能变电站的研究与开发工作， 提高其整体技术水平和管理水平， 从而更好地发挥出智能变电站的作用。新型一次设备如隔离式断路器等， 被应用于新一代智能变电站， 以优化主接线设计和总平面布局， 从而实现占地面积的节省； 利用智能电力变压器等一次设备， 近期实现了状态检测传感器和智能组件的集成， 而远期则可进一步实现电子互感器的集成， 从而显著提升了一次设备的智能化水平。

图1 智能变电站结构

1 智能变电站运行技术特点分析

随着我国智能技术的蓬勃发展， 其广泛应用的领域也日益扩大。在这种情况下， 新一代智能变电站应运而生。随着智能变电站的广泛应用和推广， 变电站的交互式网络结构变得更加清晰， 这对于提升变电站的运行效率、 增强电力系统的稳定性和安全性具有至关重要的意义。因此， 研究智能变电站的关键技术具有重要意义。通过智能网络实现变电站一次设备和二次设备的统一连接， 实现了对变电站的集中管理，这一技术的卓越性远超传统变电站。同时， 由于智能变电站是一种新型的变电系统， 因此其本身也具有许多新的特点和优势。智能变电站的技术特点可概括为两个方面： 一是实现设备智能化， 二是实现检修维护的状态化处理[1］。

1.1 设备智能化

智能变电站的运行离不开智能设备的支持， 这些设备可以接收来自远程的调度信息， 并根据需要进行相应的操作， 同时将最新的数据信息及时反馈给调度人员， 以便他们随时掌握设备的运行状况。

1.2 检修状态化

为确保变电站设备的正常运行和可靠性， 传统的设备运维工作通常会在故障发生后立即展开。随着电力系统自动化和智能化水平的不断提升， 变电站的二次系统变得越来越复杂， 其功能也变得更加多元化。智能变电站与普通变电站地对比如表1所示。

表1 传统站用电源配置、 交直流一体化电源对比

表2 智能变电站与普通变电站对比

2 智能变电站运行维护中存在的问题

2.1 智能变电站运行维护制度不完善

近年来， 为了实现智能变电站的建设和升级改造， 电力企业不断进行智能化设计和技术上的创新，以适应不断变化的市场需求和技术要求。智能运维系统是智能变电站重要组成部分之一， 通过实现状态监测、 故障分析等功能来保障智能变电站安全稳定运行。然而， 由于缺乏国家和行业内对智能运维的统一规范， 导致其运行维护工作无法得到系统化的实施，从而无法满足企业的需求[2］。

2.2 智能变电站的巡视工作存在不足

巡视智能变电站是提升其运行可靠性的必要措施， 其重要性不言而喻。随着社会经济的发展和人民生活水平的提高， 对电力资源提出了更高要求， 电力系统也面临新的挑战。随着智能技术在智能变电站中的广泛应用， 原本繁琐的工作流程得到了优化， 然而， 这也导致了一些运维人员产生了依赖心理， 从而忽视了现场巡视的重要性， 最终导致无法严格按照规定保质保量地开展原有的日常巡视工作。因此， 需要通过智能监测仪器来发现和解决这些问题。若智能监测系统未能及时察觉某些故障， 其恶化趋势将不断加剧， 最终导致严重的不良后果。

2.3 智能变电站的智能监测系统维护不足

通过对变电设备运行的深入分析， 智能监测系统能够提出相应的应对措施， 以确保变电设备正常运行。传统的人工巡检方式已不适应现代电网发展需要， 因此智能变电站成为今后发展的趋势。若未妥善维护智能监测系统， 智能设备本身将无法正常运行，导致变电站运行过程中出现问题时无法及时发现和处理， 一旦发生重大故障， 将对电网的安全造成严重威胁[3］。

3 智能变电站运行维护技术要点

3.1 智能变电站一次设备的运维要点

智能变电站的运行维护涵盖了对一次设备、 二次设备以及其他电力通信设备的操作和维护， 以确保其正常运行和稳定运行。智能监测系统不仅能够实现智能化管理， 而且还能实时监控电力设备的状态信息， 提高了电力系统的可靠性和稳定性。维护一台设备所需的设备包括主变压器、 GⅠS 以及电子式互感器等， 这些设备的运行和维护都是必不可少的。二次设备主要有断路器、 隔离开关、 接地刀闸、 熔断器、 避雷针及电流电压传感器等。在进行一次设备运维时， 必须对设备的外观和导体接头等位置进行仔细观察， 并借助电气试验或专业仪器对其内部结构进行仔细检查。对于电气设备的安装与调试也必须按照规范要求完成。为确保智能变电站的正常运行， 必须对其信息传输、 交换和处理等环节进行全面检验和维护。

图2 智能变电站体系结构

3.2 智能变电站二次设备的运维要点

由于变电站内电气设备种类较多， 且数量较大，这也导致了二次设备检修难度加大。为确保变电站二次设备的正常运转， 必须保障其通信网络和电源两个方面的无障碍运行。当二次回路出现异常时， 必须及时通过继电保护装置发出告警信息来告知运维人员，以便及时排除故障。在出现站用电源跳闸或网络中断的情况下， 运维人员应立即采取措施， 以确保设备保护不会因故障时间过长而误动。另外还需要定期检测变电站内各电气设备及相关线路， 以保证变电系统的稳定安全。为确保通信网络的正常运行， 必须定期进行二次保护设备的检查和维护， 以保证报文的发送和接收准确无误[4］。

3.3 智能变电站合并单元的运维要点

智能变电站合并单元的智能组件设备在长时间超负荷运行时， 可能会出现设备过热的情况， 这种情况在实际运行中同样会对智能变电站的运行安全产生影响。目前我国的智能变电站主要包括了继电保护装置、 一次电气设备以及辅助设备等内容， 这些都属于电力系统重要组成部分。当智能组件发生光纤通信网络中断等故障时， 及时将告警信息发送至预警系统，以便运维人员能够更加便捷地发现和解决故障， 从而保障系统的正常运行。

4 智能变电站运行维护优化措施

4.1 有针对性地强化变电站的巡检及维护

为了确保变电站的设备质量， 必须建立一套有针对性和计划性的巡视机制， 其中包括日常巡视和专业巡视两个方面。日常巡视是对变电站进行定期的例行检查， 而专业巡检则是根据实际工作需要对变电站进行专项检查， 例如针对高负荷设备在迎峰度夏时进行的红外测温特巡、 防潮特巡、 防污闪特巡等。同时还应注意加强对工作人员操作水平及责任心的培训， 提高其业务技能， 以保证巡视质量。还应关注智能监控系统对电网安全稳定运行的影响， 及时发现问题， 解决问题。有必要对智能监测系统和光纤通信网络的运行状况进行全面检查， 一旦发现任何故障， 应立即采取必要的维护和处理措施。

4.2 对智能变电设备的异常问题进行分析和总结

在智能变电站的正常运转过程中， 难免会遭遇一些故障的困扰。由于故障类型多样、 分布范围广，因此必须要有针对性地采取处理措施， 以保障智能变电站能够安全、 可靠地进行工作。为确保智能变电站的稳定运行， 维护人员应及时察觉、 精准判断、快速定位故障， 并深入分析其根本原因。由于故障类型多样且复杂， 因此要对其进行及时有效的检测和诊断。一旦事态发生， 应立即采取行动， 以掌控事故的发展趋势。如果不能及时地做出应对措施， 将会导致变电站内设备损坏或引发安全事故。为了应对不同的情形， 必须建立相应的事故处理流程， 以便进行差异化的处理。由于智能变电站设备众多且结构复杂， 所以其发生故障的类型也多种多样。在进行智能变电站的操作与维护时， 必须认真记录所遭遇的故障信息并进行相应的处理， 同时对故障原因进行全面总结， 并制定相应的事故预防措施， 以确保变电站的正常运行。

4.3 做好智能变电站运维技术的培训和推广

随着智能技术的不断推陈出新， 智能变电站的蓬勃发展为传统变电站的运维提供了有效的解决方案， 从而极大地提升了其运行品质。由于故障类型多样、 分布范围广， 因此必须要有针对性地采取处理措施， 以保障智能变电站能够安全、 可靠地进行工作。尽管智能技术已经取得了一定的进展， 但它仍然受到多种不确定性因素的影响， 因此需要进行有效的维护以确保其充分发挥作用。因此， 如何加强对智能变电站的运维工作是一个亟待解决的重要课题。在使用智能设备等新事物时， 运维人员缺乏实践经验和参考， 只能通过不断探索和研究来应对可能出现的各种问题。所以说智能变电站的运维管理是一项复杂的系统工程， 必须依靠专业技术人员来完成。为了提升智能变电站的运维水平， 必须积极推广先进的维护技术。在这种情况下， 运维人员应主动探索新的智能技术和手段， 制定智能变电站的运维策略、 规范和标准， 并由专业技术负责人向全体运维人员进行培训和推广， 以提高运维队伍的整体素质。

5 结束语

随着智能技术的不断进步， 智能变电站的高品质运营必然需要进行高水平的维护和保养工作。目前智能技术已经被广泛运用到了各个行业领域中。然而， 在实际的变电站运维工作中， 智能技术的普及程度、 运维人员对智能技术的熟练程度以及智能设备的运维保养水平等多种因素的影响， 都可能导致智能技术无法充分发挥其在变电站运维中的全部潜力。因此， 必须加强对智能变电站运行维护管理。为确保智能变电站的稳定、 可靠、 安全运行， 必须对其运行维护要点进行深入分析， 并制定相应的优化措施。