智能变电站发展前景及其关键技术分析

【摘要】近年来，随着电力需要的增长，数字经济的发展，能源政策的调整，电网与客户、电力市场之间的关系越来越近，客户对电能质量的要求也越来越高，传统的电力网络已经不能满足这些发展要求。由此，智能电网的建设显得尤为重要。本文阐述了智能变电站的主要特征，描述了智能变电站的发展前景，最后对智能变电站的关键技术进行了分析。

【关键词】智能发电站；发展前景；关键技术；电网

随着电力技术的发展，作为智能电网的重要环节，智能变电站负责电网运行数据、变电设备状态、信息的实时采集和任务，并支撑电网智能调节和实时调控等，实现了变电站与电源、调度、用户、相邻变电站之间的联系互动。智能变电站不仅给未来智能电网实现自愈高效等功能提供了技术支持，而且给电网安全运行提供了数据分析基础。

1.智能变电站的特征

智能变电站的智能特性主要体现在两个方面：一是智能设备。智能设备是二次设备的统称，是指智能组件和一次设备的有机结合，包括状态监控装置、测控保护装置、测控装置、保护装置和智能终端等，这些智能组件对设备起到传输、分配电能的作用，还可以实现测量、计量、控制、保护、和检测等功能；二是智能高级应用。虽然传统变电站已经实现了自动化，但是对于调度机构来说还是相对被动的，而智能变电站可以实现与调度机构的互动。因为智能组件采集的数据是全景式的，信息量巨大，所以必须通过变电站自动化高级应用模块和信息一体化平台对数据挖掘、分析，来实现设备状态可视化、智能报警和事故综合分析决策等。

2.智能变电站的发展前景及问题

作为未来电网的发展方向，智能电网已经渗透到发电、用电、变电、输电、配电、调度、通信信息等各个环节。在上述这些环节中，智能变电站无疑是最核心的一环。《2013-2017年中国智能变电站行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》中指出，2011年以后所有新建的变电站必须按照智能变电站技术标准建设，并且重点对枢纽及中心变电站进行智能化改造。

2.1基本发展方向

智能变电站不仅给未来智能电网实现自语高效等功能提供了技术支持，而且给电网安全运行提供了数据分析基础。根据以往的经验，从利润改善的角度出发，有三个方向可在将来持续发展：一、对变电站总体成本的控制和资产分析，包括检测和维护，以及延长设备的使用寿命；二、传统自动化电气的数据网络化和功能集成，使设备数量减少，从而实现硬件投入和维护的减少；三、推行标准方案。从电网公司角度，这标志着运作思维模式和项目关键模式的重大转变。从供应商角度，能够有效地降低开发成本。

2.2发展中存在的几个主要问题

2.2.1一次设备智能化的实现

因为历史及技术原因，智能变电站的在一次设备智能化上的发展缓慢，目前仅仅通过一次设备和智能操作箱来实现网络化的接入和操控，并没有达到一次设备智能化的要求。主要因为对变压器和断路器等一次设备监控信息用的不好，所以导致一次设备智能化发展缓慢。或许传感器及互联网的发展将会对一次设备智能化起到推波助澜的作用。

2.2.2通信网络可靠性、安全性的需求

目前，对电力系统的通信网络可靠性、安全性的研究还不够深入，对通信网路缺少实时化的控制、监控等评估的手段。智能变电站开通对等通信模式，采用标准的、开放的网络技术，安全性大大降低。在与其他网络互换的过程中，就会有被恶意侵入与攻击的危险。所以，有必要采取有效的手段对整个系统进行安全防护，以防止由于设备损坏造成的系统破坏及恶意侵入，确保数据安全。

2.2.3检测和评估体系的建立

为了确保电网建设工程中的可靠、安全，并且满足技术规范要求，需要根据C61850标准对产品和设备加强监测，同时也需要提高检测机构的检测能力，对相关产品、设备的安全性进行保障，使电网建设可靠、安全。为了保证智能变电站的维护、运行要求，需要建立一个完整、有效的体系，对总体性能、系统集成、设备单元进行检测和评估。

3.智能变电站的关键技术

智能变电站中应用的技术不仅加强了电网内其他设备与变电站的信息交流共享，而且改变了电站的传统架构。分层分布的控制管理，不仅优化了站内资源，而且使变电站的运行变得安全、可靠。目前，变电站技术并不能安全满足智能变电站的需要，阻碍了智能变电站的发展，所以必须要对智能变电站的关键技术进行深入了解，以实现智能变电站功能集成化、信息数字化、检修状态化及结构紧凑化的发展需要。

3.1硬件的集成技术

随着现代电子技术的发展，硬件系统设计具有集成化、模型化、自动化等特点，实现了真正的针对功能的模型化设计，通过在智能设备内部对某些固定的逻辑处理过程进行固化，将原有的软件实现功能转变为硬件实现。这种设计解决了信息传输的瓶颈问题，实现了逻辑处理的可靠性、实时性与准确性，模块化的设计同时也为智能设备的检修和维护提供了方便。

3.2软件的构件技术

软件构件是指在不同粒度上对一组代码进行组合与封装，来完成一个或多个功能的特定服务，进而为用户提供接口。它是能够独立或与其他构件配合来协调工作的程序体。通过软件构件技术能够实现实时、灵活、弹性的控制软件系统，同时也可以实现嵌入式系统软件设计功能。良好的软件结构体系，可以使软件构件技术更加成熟。目前，在软件构件技术方面，需要解决的问题还有很多，如构件接口、构件模型、构件粒度、构件获取、组装、管理与部署等问题。

3.3信息的存储技术

统一的数字化信息平台和高度集成的信息系统为信息资源的动态扩展、共享、分配提供了良好的平台，使智能变电站具有很好的经济性和扩展性。然而，信息采集量巨大给信息的实时传输造成了很大的困难。所以，信息的就地存储成为智能变电站发展的关键。非关键信息的就地存储为系统决策提供了充分的信息依据，很大程度的减轻了传输网络负荷。虚拟化技术可将网络设备和变电站底层硬件虚拟成一个共享的资源库，就地存储信息可在库内按照分配调用。

参考文献

[1]张沛超，高翔.智能变电站[J].电气技术，2010（08）

[2]李瑞生，李燕斌，周逢权.智能变电站功能架构及设计原则[J].电力系统保护与控制，2010（21）