智能电网及数字化变电站关键技术分析

摘 要：如今我国社会经济飞速改革发展，内部电力需求空间持续扩张，电力工业同步获得新生机遇，特别是在面对我国能源、资源分布和经济发展趋势失衡，以及大跨距和大容量输电等状况，电网企业开始主张创建智能化电网，至此承担起能源科学化应用和发展，以及创新化产业技术设计推广使命。笔者的任务，便是针对智能电网概念、数字化变电站和传统变电站的差异性，以及数字化变电站的关键技术等内容，加以有序论证，希望能够为日后我国智能电网可持续改良发展前景绽放，奠定基础。

关键词：智能电网；数字化；变电站；关键技术

前言：如今我国电力系统和内部基础设施信息的自动化操作水平大幅度提升，而变电站作为智能电网体系中的关键组成单元，必须结合该类电网规划发展战略进行切实意义上的数字化改良。毕竟传统变电站模式已经和现代电力系统全方位监督管理诉求产生强烈冲突，日后要做的就是透过创新调试途径，令其过渡转化为中转、变换和输配单元，进一步发挥其可靠、安全性运行效果。而这一切目标的达成，都要以关键技术要素妥善化梳理整合为基础。

一、智能电网的概念

所谓智能电网，顾名思义便是电网的智能化，主要是构建在集成、高速双向通信网络前提条件下，配合高端传感、测量、设备、决策支持系统等技术，以及高端处理手段，贯彻落实电网安全、经济、高效率应用等规范指标的行为流程。其核心功用便是激励辅助用户抵御外部攻击行为，并为各类用户提供更高质量的电能，其间准许多元化发电模式的接入结果，进一步为后期合理规模的电力市场开拓和资产的高效率运行，做充分的过渡准备工作。

二、数字化和传统形式变电站之间的差异性

尽管说数字化和传统样式的变电站，在物理结构上几乎一致，但是彼此功能、接口结构、系统运行原理等则存在限制差异。相比传统变电站信息传递、设备连接、物理结构等限定特性，数字化变电站可以完全利用网络技术进行信息实时换和分配，基于工程建设和设备运行、维护管理的便利性层面考虑，数字化变电站值得在现代大力推广沿用。经过全方位对比校验和提炼整理，涉及数字化变电站的主要技术特征将具体表现为：

（一）数据收集、传输的数字化

数字化变电站在开展电压、电流等数据信息的收集、整合、传输工作中，不单单达成了一、二次有效性电气隔离目的，同时还令测量动态范围和精度得以持续扩展，一时间令我国变电站信息共享和应用集成化控制理念转变成为现实。

（二）系统结构分布的紧凑化

数字化变电站内部设置包含过程、间隔、站控等不同结构层次，同步状况下当中电器、断路器等一次设备集成了许多创新型器件，至此变电站整体占地面积也逐渐缩减，布置全局显得愈加缜密精细一些。

（三）系统建模的标准化

数字化变电站主张配合IEC61850技术，针对一、二次设备加以同步建模，特别是在设备、信息模型，以及模型创建语言等资源上，都采取全局式规范准则予以命名划分，为日后变电站和控制中心之g无缝通信，以及信息共享等目标贯彻，奠定基础。

（四）信息交互过程的网络和集成化

数字化不同结构层次中的设备在开展信息交换工作流程中，高速化网络通信技术发挥着十分可靠的过渡转接作用，其可以说是系统内部不同类型电子装置，及其余系统之间信息实时换的关键性载体。与此同时，对于保留变电站监控、维护和故障录波登功能且分散的二次系统装置，变电站亦可在合理时间范围内加以信息集成化和功能优化控制。

（五）设备检修的状态化

须知在数字化变电站系统内部，包括电压和电流数据的收集整理、二次系统设备运行状况、各类操作指令的执行等信息，都可以借助高端化网络技术加以细致化监测认证，如此内部设备运行状态等特征量信息收集工作便不再遗留盲区，设备检修战略亦能够透过常规变电站设备定期检修过渡转化为状态检修形式，最终大幅度改善系统实用性价值。

（六）设备操作的智能化

智能一次设备的存在意义，便是针对系统和关联设备，以及内部电磁温度、机械动作等状态加以细致化校验评估，而经过我国电子数控技术持续革新拓展之后，尤其是在创新型传感器、电子控制方式等支持作用下，不管是参数构建和反应动作的快捷灵敏性，以及智能操作回路调控测试的实时性，等得以成为现实。

三、智能电网下数字化变电站的关键技术

（一）数字化变电站的基础技术

数字化变电站技术基础的表现形式，便是透过信息及时性获取、调试、传输等工序流程支持作用下，令内部各类设备运行达到智能化规范要求，网络通信和网络接口则同步过渡转化为数字、标准化，至于管理和操作内容便须达到自动化形式。保留上述内涵机理的变电站，便可以被认定是保留数字化技术特征。面对该类数字化变电站，其技术基础将主要细化为以下内容：

1.信号收集、回路驱动和控制的数字化

为了顺利贯彻落实预设的信号收集和驱动数字化改良目标，便需要在全面引入微处理器和光电技术要素基础上，将可编程控制器贯穿应用在逻辑控制和继电器回路之中。在此类环境下，想要实现数字化信息传输目标，则须在有线信号载体之上沿用光电转换线缆和光纤等媒介。

2.二次设备运行的网络化

二次设备彼此间在开展信息交流、保护和分布式协调化控制工序流程中，衍生出特定规格样式的网络体系，同时针对变电站系统中的各类保护、检测、无功控制结构单元，沿用标准化微机设计模式搭建起高速网络化通信技术架构，确保二次设备至此在该类网络技术环境支持作用下，获取十分可靠的资源共享和信息集成化等技术条件支撑。

（二）数字化变电站内部的一次智能化设备类型

数字变电站主要依靠智能化一次设备和信息共享等途径获取稳固的技术基础支持条件，如此一来，其测控工作便会同步彰显出高精准和可靠性特征，确保后续二次设备及时获取精准化信息。至于当中的一次智能化设备类型则包括：

1.智能化开关

其可以被视为在配置传感器、控制器、执行机构前提下，额外提供标准化数字接口并可以自由进行网络通信的开关设备，特别是在网络技术控制范围下，能够快速转化成为数字化监测的关键结构单元，并且保留可靠的自我诊断和评估功能特性。至于其运行的特征将表现为：监测结果精准且可靠，有助于贯彻落实预设的智能和顺序化控制指标，并且结合数字化或是转换后的接口衔接在总线、控制网络之上。

2.智能化变压器

这类设备在智能电网环境下的数字化变电站之中，可谓是最基础的结构单元，现实存在意义便是针对不同电压等级交流电网实施可靠性能量转换。其和智能开关存在一定的共通点，就是都会配备传感和控制器，拥有执行机构和数字化网络接口。与此同时，其在囊括了一般变压器功能前提下，提供设备状态精确化监测、科学化评估和协调化维护等功能。特别是和传统样式的一次设备相互对比校验发现，智能化设备在接收相关指令过程中响应速度非常之快，动作精准之余更保留合理程度的自适应性。

（三）数字变电站的管理操作技术

涉及自动化的操作和管理技术，一直是我国数字变电站建设工程中的一项关键内容，特别是在网络通信技术支持作用下，可以针对变电站相关设备运行细节鉴定、历史数据信息解析、系统精确化模拟等工序流程加以统一监管，使得变电站之中一切操作和管理流程实效性得以改善。尤其是经过自动化技术推广贯穿之后，对于变电站内部供电可靠性、设备维修和数据分析实效性等目标达成，有着积极辅助效用。

而钐监测和检修，则是快速预测相关事故并达成设备科学管理的关键性技术。与此同时，其还可处理好批量化原始数据归纳和分析工作，为后续变电站系统内部各类故障分析和诊断，提供丰富的指导性线索。当然，为了确保日后设备检修和维护工作得到妥善化指导，方便快速校验评估电力系统运行的可靠性，相关工作人员仍需设计沿用状态评估体系，目的是针对电网一切风险加以评估克制。

结语：综上所述，数字化变电站是当前我国智能化电网的关键性支持结构单元，相信经过各类高端创新化技术融入之后，势必令变电站功能发展空间得以持续拓宽，进一步为日后电网整体安全、经济和可靠性运行，提供应有的保障条件。

参考文献

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[4]邢孔苗.智能电网技术的现状与发展[J].科技资讯，2011，12（08）：124-156.

作者简介：

黄亮，1984年出生，工程师，硕士研究生，天津送变电工程公司调试分公司。

田瑞芳，1984年出生，助理研究员，硕士研究生，天津农学院人文学院，教学秘书。