论智能变电站的规划与建设

【摘 要】随着经济社会的发展，社会生产和人们的日常生活对电力有了更高的需求，国家电网提出了建设智能化电网的目标，降低电能传输中的能耗，有效利用电能，推动国家基础工业的发展，智能变电站作为智能电网的重要组成部分，其规划设计和建设具有非常重要的意义。伴随着计算机技术的快速发展，智能开关和电子式互感器的投入使用及各种高级应用的实现，智能变电站的建设具备了客观条件。

【关键词】智能变电站；规划；建设

随着我国经济的快速发展，用电量呈现出快速增长的态势，智能电网的建设势在必行。作为电网的建设、运营、管理者，国家电网不仅要考虑电力的需求，而且要考虑智能电网的发展。智能变电站建设作为智能电网的核心，在电网智能化进程中具有非常重要的作用。本文首先介绍智能电网的定义和智能变电站的基本特征，然后与传统变电站进行比较，分析智能变电站的优势，最后对智能变电站的设计和建设进行详细的阐述。

1 智能变电站的概念及优点

1.1 智能变电站的概念

电网的智能化即智能电网，其建立在双向通信网络基础上，把传感技术、高级测量技术、高温超导技术、通讯技术和储能控制技术应用于传统的物理电网，保证供电的可靠性和安全性，推进可持续发展。智能变电站是电网智能化的一部分，其是实现电能转换和控制的核心平台，以通信平台网络化、全站信息数字化和信息共享标准化为基本准则，自动完成电能信息的测量、控制、采集、计量、保护和监测等功能，并能根据特殊需要，实时智能调节、自动控制、协同互动和在线分析决策等功能的变电站。智能变电站强调信息共享标准化、集成一体化和协同互动化这些特征。信息共享标准化：同一标准的信息模型，基础信息基于同一断面，具有一致性和唯一性，通过同一建模、统一标准实现信息共享和信息交互；集成一体化：一套完整的集成系统能完成五防闭锁、完成SCADA、故障录波、电能量采集、保信子站等智能化功能；协同互动化：实现变电站内外高级系统相关对象的互动，满足智能电网的控制和运行要求。

1.2 智能变电站的优点

常规的变电站具有系统多套、资源采集重复、厂站调试和设计复杂、标准化及规范化不足、互操作性差等问题；数字化变电站则缺乏相关的评估手段和体系，缺乏标准规范，过程层的可靠性和稳定新有待验证，常规变电站和数字化变电站存在的这些问题都会影响变电站的工作效率，不利于电网安全运行。

2 智能变电站的规划与建设实例及实现方式

智能变电站的设备型式、监控系统组网方式、二次回路、在线检测技术、程序化操作等均与传统的变电站和数字化变电站有很大的差异，因此智能变电站的规划设计与建设及实现方式有很大的区别。

2.1 智能变电站设备原则

智能变电站设计首先要遵循《智能变电站技术导则》、《智能变电站设计规范》等相关的技术准则；站内设备的功能要求符合无人值班的要求；采用智能一次设备在确保安全可靠基础上提高变电站的智能化程度；合理选择和配置站内互感器，以运行可靠、技术先进为前提，一般采用的是电子式互感器；充分考虑关键在线监测设备的经济性和技术成熟度，尽量能实现状态检修的目的，减少停电次数，提高设备的检修效率；能提高站内自动化水平，优化设备生命周期；对站内数据采集、处理满足共享化和数字化要求，能道道主系统高级应用和辅助系统智能应用的目的；做到技术超前，符合电力应用发展的趋势，预见性的预留一些功能接口。

2.2 智能一次设备的设计与实现

一次设备是电网的基本组成单元，一次智能设备的智能化水平对整个电网智能化起着比较重要的作用。一次设备智能化过程中，首先应扩展数据采集系统和监视控制的采集范围和内容，实现对设备的监测和分析，保证一次设备运行可视。完成一次设备智能化后，才能进行各种数据的分析、判断设备运行情况，达到状态检修的目的。

智能一次设备技术更新较慢，发展非常滞后，传统的智能一次设备基本上没有采集数据的功能，必须经过改造和更新才能满足建设智能变电站的需要，一次智能化设备实现智能化的方式主要是：将采集数据的智能传感器镶嵌到设备上，完成设备和智能组件的连接，由智能组件处理获取的数据，并传送至站控层和间隔层设备，设备与组件主要通过光纤连接。这种方式为智能组件+设备的实现方式，是现代智能变电站的主要集成方式。

2.3 二次设备网络化方式

智能变电站的二次设备要采用“三层两网”的方式组网，网络设计并不需要严格按照这种方式组网，也可以采用“三层一网”的方式，即面向变电站时间报文、制造报文规范、采样测量值报文以及IEEE 1588对时报文的传输方法，还有站控层报文、过程层报文的同网传输方法，站控层智能设备和测控装置均需接入相同的网络。根据网络架构和传输需要，常采用三种VLAN划分方式，分别为：基于MAC地址进行VLAN划分，基于端口的VLAN划分和基于路由的VLAN划分。二次只能设备包含4台交换机，通过光纤连接成环网，其中有两台透明交换机，两台以太网交换机。

智能化变电站设备能实现广泛的在线监测作用，通过对信息进行分析和信息融合技术的比较，处理系统内在联系、分析规律，是变电站设备的检修更加科学可行，实现设备状态的立体可视化，诊断系统与状态检测是变电站综合设备故障诊断系统，结合被检设备进行实时评估。

2.4 变电站智能化实施的思路

电网建设、运行控制和生产管理过程中有很多技术问题，且与只能变电站技术紧密联系在一起，智能变电站技术能解决电网生产实际中的很多问题。在建设智能化变电站时，不能为智能而智能，应从试点阶段选取变电站进行初级和高级智能化实施对比分析，综合评估功能的成熟度。对已经建设的智能化变电站进行综合评估，选择十点，建设试点工程，推进智能变电站建设工作的步伐。

2.5 智能化变电站的系统要求

智能化变电站在顺序控制和站内状态估计要满足一定的要求，如满足无人值班的要求，接收调度中心、监控中心发出的指令，具备不同模式进行操作的目的、具备保护功能。智能化变电站需要具备站内动态估计、电能质量评估与决策、区域集控功能、防误操作、源端维护、网络记录分析功能。

3 结语

由于智能变电站采用了新设备，特别是自动化网络设备，虽然一次智能设备的应用比较成熟，并且有很高的安全性和可靠性，二次设备以及网络设备也经过了严格的调试，并配置了网络异常检测系统，但在运行过程中仍然需要对网络负载进行实时监控，保证智能变电站的稳定性。

参考文献：

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[2]陈力，孙嘉，牛强等.智能变电站集成一体化方案的应用研究[J].电气技术，2010（10）.