智能变电站运维管理的探索与实践

摘 要 本文简要叙述了智能变电站的基本概念和结构，并分析了智能变电站对运维管理的要求，通过对已投运的智能变电站调查研究，充分借鉴其先进运维管理经验及分析其不足之处。在此基础上，结合传统变电站运行管理成果，提出了智能变电站管理方法。

关键词 智能变电站 设备 运行维护 管理

一、引言

智能变电站是智能电网建设中实现能源转换和控制的核心平台之一，是智能电网的重要组成部分，也是实现风能、太阳能等新能源接入电网的重要支撑。

正因为智能变电站与传统变电站间巨大的差异性，其在运行管理、设备管理、技术管理等方面提出了更高的需求，一些原有的标准和规定已不适应新设备、新技术要求。根据国家电网公司统一部署，从2011年开始，新建110（66）千伏及以上变电站全部按智能变电站技术模式建设。为支撑国家智能电网建成计划，“十二五”期间，国家电网公司将在全国建设约5000座智能变电站，2016年至2020年，还将建设7700座左右的智能变电站。因此，深入研究适应智能化变电站现场运行维护管理的新技术、新模式变得至关重要且迫在眉睫。

本文立足于智能化变电站相关理论知识，详细分析了智能化变电站的基本概念和体系结构。国网嘉兴供电公司深入调研，已投运浙江台州220千伏牧岩变、和浙江嘉兴110千伏新生变等智能变电站现场设备实际运行情况，就其在运行管理中的出现的新问题与新现象，进行调查研究，充分借鉴其先进运维管理经验，结合传统变电站运行管理成果，提出智能变电站管理方案。

二、智能变电站的基本概念和结构

（一）基本概念

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，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能，实现与相邻变电站、电网调度等互动的变电站。

（二）体系结构

智能变电站可分为过程层、间隔层、站控层。

（1）过程层。包含了由一次设备和智能组件构成的智能设备、合并单元和智能终端，完成变电站电能分配、变换、传输及其测量、控制、保护、计量、状态监测等相关功能。

（2）间隔层。一般指继电保护装置、测控装置等二次设备，实现使用一个间隔的数据并且作用于该间隔一次设备的功能，即与各种远方输入/输出、智能传感器和控制器通信。

（3）站控层。包含了自动化系统、站域控制、通信系统、对时系统等子系统，实现面向全站或一个以上一次设备的测量和控制的功能，完成数据采集和监视控制（SCADA）、操作闭锁以及同步相量采集、电能量采集、保护信息管理等相关功能。

三、智能变电站的运维管理要求

（一）智能变电站对运行方式的要求

目前电网操作采取的是集中控制模式，所有的设备的操作命令都由调度部门下达，调度人员对电网进行操作时，需要落实到某个具体设备，甚至落实到每个操作指令。操作流程如图1所示。

图1所示的电网操作方式由调度人员和调度系统保障操作的正确性，由变电站人员及相应的规章制度保障操作的准确性。虽然一定程度上保证了控制的精确和细致，但其中涉及多个人工操作环节，控制过程较为复杂，设备操作时间较长，特别是对设备的状态无法准确把握，同时也大大增加了误操作风险。

因此，我们思考一种全新的电网运行方式，能够把调度人员从复杂设备操作细节中解脱出来，进而把更多的精力放到电网整体控制的层面上。这就需要一种智能的变电站，它能够将调度对电网节点的操作意图自动的解析成为具体的单步指令，并反馈给调度人员。同时针对每一步操作进行分析，对可能的风险进行预测，从根本上满足智能电网的运行要求。

（二）智能变电站对设备管理模式的要求

传统的设备运行方式和设备管理实际上是彼此隔离的，即设备的使用价值和资产价值体现是彼此孤立的。

随着智能电网技术的发展，需要我们构建一种全新的设备管理理念，从设备管理上升到变电站管理的层次。使变电站具有自主管理能力，能够自动报告站内设备的状态，自动向管理人员提出检修、试验方面的请求，并给出相应的时限和建议。这样就能大大提高设备管理的及时性和有效性，成为一个具有设备管理能力的智能变电站。

（三）智能变电站对信息保障体系的要求

智能变电站并不是孤立存在的，建立智能变电站不仅仅需要智能的设备，更需要与之相应的信息保障体系进行支持，才能成为真正意义上的智能变电站。信息是管理的基础也是智能变电站的基础，目前电网中的信息系统还不够完善，业务部门往往仅从自身需求出发建立信息体系。各系统间有的存在交叉，相互的联系比较松散，缺乏统一规划。而智能变电站对于信息系统的要求是多方面的，一方面要有畅通的信息上传通道；另一方面要有快捷的信息访问途径。

四、智能变电站运维管理分析

国网嘉兴供电公司深入调研已投运浙江台州220千伏牧岩变、和浙江嘉兴110千伏新生变等智能变电站现场设备实际运行情况，充分借鉴其先进运维管理经验，结合传统变电站运行管理成果，最终提出了智能变电站管理方案。

（一）经验借鉴

（1）倒闸操作管理。1）程序化操作。在满足遥控操作和程序操作技术条件的前提下，智能化变电站中一、二次设备程序化操作可通过在监控后台预先设定操作顺序、操作对象、执行条件和执行成功校验，由后台自动实现一系列的批操作。2）软压板的投退。智能变电站压板操作中，主要以软压板遥控为主，配备少量的硬压板。在监控系统中建立软压板典型状态监测模块，实时检查软压板状态是否满足电网运行方式要求，防止因软压板误投或漏投引起保护误动或拒动而造成电网事故扩大。

（2）运行巡视。1）由点到面，整体巡视。智能变电站运行巡视由点到面进行整体巡视，对一些关键设备，比如光缆、交换机、合并单元、智能终端等，作为巡视的重点，对各类设备需及时制定巡视项目表。2）充分利用智能辅助系统。充分利用智能辅助系统，运行人员可以远程查看和分析系统采集到的各类数据、报警信息及视频录像等，根据系统提供的信息做出正确的判断，这样可以减轻人员工作量和劳动强度，从而提高工作效率，体现了智能变电站的优越性。

（3）后台监控。1）信号分类分级。可将重要的信号做成传统光字牌形式，提供运行人员重点监视。2）采用智能告警窗口。针对大量的告警信号，监控系统进行智能分析，提供分析后的数据，辅助运行人员进行决策。3）采取屏蔽措施。对检修设备试验过程中产生的大量干扰信号，采用“检修态”品质加以屏蔽，检修报文应不触发音响告警，不影响运行人员的正常监盘工作。

（4）防误管理。智能变电站监控系统自带五防功能，传统的微机五防系统仍旧运用于智能变电站内，采用“五防系统工控机+电编码锁”的结构，对监控系统五防进行补充和完善，并对安全工器具室内的接地线等设备进行管控。

（5）缺陷管理。智能变电站缺陷管理同于常规站，应严格遵守缺陷管理制度，虽然由于自身设备特点的不同（如智能组件故障、软件逻辑的错误或缺失、通讯设备的异常等），但设备仍分为危急、严重、一般三种。

（二）建章立制

依据智能化变电站设备的实际与需求，建立相应的维护管理规定及设备消缺办法。

（1）运维业务开展基本要求。1）运维业务应制定经生产管理部门、安监部门、人资部门共同审定的维护项目。2）运维工作需编制该运维业务项目标准化作业书。3）运维人员严格执行上级安保部门颁发的管理规定。4）运维工作应根据设备状态实行动态管理。

（2）智能设备状态维护管理。1）每季度组织相关专业人员对输变电设备状态进行分析。2）变电设备各类维护应根据设备状态评价结果，可自行调整各类维护工作的维护周期，但最多不超过3个基准周期。3）对维护周期进行了调整的项目，在维护中如发现重大缺陷和隐患，立即汇报，并取消周期调整，直至重大缺陷和隐患消除后，重新进行评价，实施维护周期调整。

（三）人才培训

为了能更好地掌握智能变电站的知识和了解对智能变电站人员管理和设备管理等方面的认识，需要培训更多的智能变电站运维管理方面的专业人才，具体方法如下：

（1）邀请专业技术人员或设备生产厂家来讲解培训。邀请专业人员来进行智能变电站的讲解培训，使得工区运行人员了解它们的特点、功能、注意事项等。

（2）派遣业务骨干及新进大学生参与联调工作。设备工厂联调是智能变电站投运前一项周期长、系统性的准备工程，应充分利用联调机会，派业务骨干和新进大学生参与联调工作，全程参与设备现场安装调试验收过程，收集出厂资料，参与运行规范的编制，培养智能变电站的专业运维人员，并要将这些新内容进行整理，归档成册，在验收过程中将智能设备的操作使用方法全程录像，作为今后的学习培训资料。

（3）采用“师带徒”的培训模式。采用“师带徒”的学习模式，通过全程参与220kV智能变电站工程的建设维护过程，培养优秀的智能变电站运维管理技术骨干人才，并通过“师带徒”的培训模式，培育出更多的智能变电站运维管理人才。

（4）开展“班组―工区―公司各相关部门”培训学习模式。通过培养一批智能变电站运维管理骨干，对工区各运维站各班组成员进行智能变电站运维管理的培训，然后讲整个范围扩大到公司各个相关部门，学习智能变电站的运维管理，增强运维管理意识。

五、结论

本文对智能变电站的概念和结构进行了简述，通过对已投运的智能变电站进行调研分析，形成了经验总结，并在此基础上研究和深化了智能变电站的运维管理，但仍然存在很多不足。例如，智能变电站二次设备高度集成后，运行环境对稳定带来的影响等。针对智能变电站的相关运维管理措施还需进一步提升，如辅助系统、资料维护等方面。因此，需要改善制度和加强管理才能够更好地实现智能变电站的运维管理。

（作者单位为国网嘉兴供电公司）

参考文献

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[3] 许建刚，吴曦.智能化变电站运维问题探讨[J].供用电，2013，30（1）：12-14.