500kV变电站智能化技术经济分析

摘要: 智能变电站是智能电网中变换电压、接受和分配电能、控制电力流向和调整电压的重要电力设施，是智能电网“电力流、信息流、业务流”三流汇集的焦点，对建设坚强智能电网具有极为重要的作用。本文通过对500kV智能变电站工程的技术特征、造价主要影响因素分析，并结合在建工程实例与常规变电站的对比分析，说明500kV变电站智能化的技术经济情况。

关键词：智能、变电站、技术、费用、分析

1、500kV智能变电站的技术分析

智能变电站是采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，除此之外，与常规站相比，变电站智能化，光缆取代了电缆，数字代替了模拟，大大提高采样精度和信号传输的可靠性，大幅度简化二次接线，避免了传统互感器和电缆连接固有问题，设备之间互操作性强，大大提高了变电站的自动化水平。

智能变电站的主要技术特征在于：

1.1电子式互感器的应用

采用电子式互感器，各类数据从源头实现数字化,真正实现信息集成、网络通信、数据共享；解决常规互感器CT动态范围小、磁饱和、铁磁谐振等问题；绝缘简单，体积小、重量轻等。

1.2 一次设备智能化

设备实现广泛在线监测,使得设备状态检修更加科学可行。在智能化电站中,可以有效地获取电网运行状态数据、各种智能电子装置IED(Intelligent ElectronicDevice)的故障和动作信息及信号回路状态。设备检修策略可以从常规变电站设备的"定期检修"变成"状态检修",延长了设备定期检验周期、简化检验项目，降低检修费用，减少停电时间，提高劳动生产率、提高系统运行的安全性及供电可靠性。

1.3二次设备网络化

全站采用IEC61850通信规约，二次设备网络化、信息高度共享、统一建模、实现了源端维护。部分相对独立的设备和系统实现了整合，提高系统的可靠性、降低变电站全寿命周期造价。

1.4 高级应用功能

设置时间同步时钟系统、配置了设备状态可视化、智能告警及分析决策、故障信息综合分析决策、支撑经济运行与优化控制、站域控制、与其它变电站、系统等互动功能。

1.5 其它

智能变电站实现对图像监视、安全警卫、火灾报警、主变消防、采暖通风、照明、给排水等辅助系统的智能运行管理功能；

全站采用交直流一体化电源系统，取消独立通信蓄电池，降低造价，减少运行维护费用。

智能变电站与常规变电站结构差异图

2.500kV智能变电站的经济分析

2.1、智能变电站的费用构成

按现行的计价模式智能变电站工程费用构成与常规变电站工程一样,主要由建筑工程费、设备购置费、安装工程费和其他费用四项费用构成。

2.2、变电站智能化造价的主要特征

与常规变电站相比，变电站智能化后工程造价主要特征在于：

2.1.1设备购置费：一次设备主要增加了在线监测设备费用，电子式互感器比常规互感器略为减少。二次设备增加了智能控制、过程层交换机、智能辅助控制系统等设备，总体设备购置费增加。

2.1.2安装工程费：为实现站内智能化、智能电网调度、变电站设备信息智能化动态监控等自动化网络结构，使网络线数量有所增加，光缆数量大量增加、而控制电缆数量大量减少，总体安装工程费略有减少。

2.1.3建筑工程费：变电站智能化对建筑工程费基本无影响。

2.1.4其他费用：智能站推行初期增加研究试验费，增加智能网站特殊调试费等，其他费用增加。

2.3、500kV智能变电站与常规变电站造价的案例差异分析

2.3.1典型智能变电站工程概况及投资情况

2.3.1.1典型智能变电站工程概况

以某500kV 变电站工程为例，该工程是国家电网公司首个500kV 试点智能变电站，由电网有限公司出资建设。

变电站建设规模为：

远景：4 组1000MVA 主变，500kV 出线10 回，220kV 出线16 回，每台主变低压侧配置4 组无功补偿装置。

本期：2 组1000MVA 主变，500kV 出线4 回，220kV 出线10 回，#1 主变低压侧配置1 组90Mvar 并抗。站址按远景规模一次征地，站区内分期建设。

站址条件：工程地基地耐力150-170kPa，地震烈度6度，天然地基，场地平整土方量1万m3以内（自平衡），打井取水，最低气温-36.5℃，污秽等级II。

2.3.1.2 典型智能变电站工程投资情况

设计容量:2×1000MVA 单位: 万元

序号 工程或费用名称 建筑工程费 设备购置费 安装工程费 其他费用 合计 各项占总计% 单位投资 元/kVA

一 主辅生产工程 2199 20796 1923 24918 79.40% 124.6

二 与站址有关的单项工程 310 106 416 1.33% 2.1

三 编制年价差 689 689 2.19% 3.4

四 其他费用 5359 5359 17.08% 26.8

静态投资 3198 20902 1923 5359 31382 100.00% 157.0

各类费用占的比例 10.19% 66.61% 6.13% 17.07% 100.00%

2.3. 2 同规模同站址条件常规变电站工程投资情况

设计容量:2×1000MVA 单位: 万元

序号 工程或费用名称 建筑工程费 设备购置费 安装工程费 其他费用 合计 各项占总计% 单位投资 元/kVA

一 主辅生产工程 2199 19491 1992 23682 81.16% 118.4

二 与站址有关的单项工程 310 106 416 1.43% 2.1

三 编制年价差 689 689 2.36% 3.5

四 其他费用 4594 4594 15.74% 23

静态投资 3198 19397 1992 4594 29181 100.00% 145.9

各类费用占的比例 11.0% 66.5% 6.8% 15.7% 100.00%

2.3.3 智能变电站与常规变电站费用构成对比图表

2.3.4典型智能变电站与常规变电站费用对比分析

通过以上费用对比分析：

建筑工程费：变电站智能化对建筑工程费基本无影响。

设备购置费：变电站智能化增加设备购置费约1500万元，约占设备购置费的7.7% 。其中增加站控层软件及过程层交换机共约900万元左右，增加在线监测系统后台、网络记录及分析仪设备约200万元，增加图像监控、安全防护系统、交直流一体化智能模块约300万元左右，增加功角测量系统、智能巡检系统等增加约100万元。

安装工程费：变电站智能化减少安装工程费约70万元，约占安装工程费的3.5% 。其中减少部分：电力电缆约4Km 费用约25万元。控制电缆减少约45 Km费用约135万元；增加部分：增加光缆约20 Km费用约30万元，尾缆约12Km费用约12万元，光纤熔接点4500点费用约45万元，网络线增加5 Km费用约3万元。

其他费用： 变电站智能化其他费用增加（扣除取费基数差异）约700万元，约占其他费用15.2% 。其中增加智能一次设备研究、全站动模试验、高压电器设备综合在线监测研究、光纤电流互感器工程试验配合、户外智能组件（柜）的环境适应性研究及测试等研究试验费共计约400万元，智能化整套及特殊调试项目增加约300万元。

3、结论

智能变电站工程造价的影响因素有建筑工程费、设备购置费、安装工程费和其他费用。其中设备购置费、安装工程费、其他费用是影响智能变电站工程造价的主要因素。同等规模同站址条件下500kv智能变电站比常规站增加费用约2200万元左右，静态投资增加约7.5%。

结束语

智能化变电站目前尚处于试点阶段，随着智能变电站的推广，智能化站软件开发更加成熟、智能模块更加集约，智能变电站设备的批量生产，生产成本下降，研究费用摊薄，工程投资会进一步下降。智能变电站可实现对电网设备状态的可靠、有效监控，各类电源及用户无扰接入、有序退出。实现基于设备信息和运行维护策略与电力调度全面互动，实现全寿命周期成本优化管理；减少大量的运行维护成本，提高供电可靠性，节能环保，经济社会效益显著。

【参考文献】

1、何光宇、孙英云编著．《智能电网基础》．中国电力出版社，2010.01．

2、钟清主编．《智能电网关键技术研究》．中国电力出版社，2011．08

3、王正风等编著．《智能电网安全经济运行实用技术》．水利水电出版社．2011.08．

4、吴佩芳．电力建设工程造价管理的研究．水电能源科学[M]，2007.

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。