变电站智能化设计与应用

变电站智能化设计与应用
发表时间：2019-06-13T10:30:13.350Z 来源：《电力设备》2019年第2期作者：白杨[导读] 摘要：本文作者分析了国内外变电站的现状，介绍了变电站智能化改造设计的内容，供大家参考。

（国网内蒙古东部电力有限公司物资分公司内蒙古呼和浩特市 010000）摘要：本文作者分析了国内外变电站的现状，介绍了变电站智能化改造设计的内容，供大家参考。

关键词：变电站；智能化；设计；探讨智能变电站就是将信息技术、通信技术、计算机技术和原有的变电基础设施高度集成而形成的新型变电站，它具有提高能源效率、减少对环境的影响、提高供电的安全性和可靠性等多个优点。

智能主要体现在：1）可观测--量测、传感技术；2）可控制--对观测状态进行控制；3）嵌入式自主处理技术；4）实时分析--从数据到信息的提升；5）自适应；6）自愈。

本文在常规变电站智能化改造研究的基础上，实
现常规变电站的智能化改造的实际应用。

智能变电站以先进的信息化、自动化和分析技术为基础，灵活、高效、可靠地完成对输电网的测量、控制、调节、保护、安稳等功能，实现提高电网安全性、可靠性、灵活性的资源优化配置水平的目标。

一、国内外变电站的现状
国内变电站自动化技术经过数十年的发展，整体水平已经达到国际领先。

新建变电站，无论电压等级高低，大多采用变电站自动化系统，许多老变电站也经过改造实现自动化。

当前的数字化变电站从技术上来说，其突出成就是实现了变电站信息的数字采集和网络化信息交互，但是这对于智能电网的需求来说，还是远远不够的，一种新型的变电站—智能变电站应运而生。

智能变电站是采用先进、可靠、集成、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，同时具备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的变电站。

在智能电网技术的推动下，智能变电站将成为变电站建设的主流模式。

二、智能变电站技术的突出应用
1.一次变电设备的智能化
高压配电设备的智能化是变电站智能变电技术的一个重大创新，其帮助实现了在一定的范围内建立了智能电网。

实时监控电力运行情况，电能传感器实现自动化处理故障和全面控制电力设备。

智能变电技术将电能传感器和高压设备连接起来，兼顾控制和检测两个方面。

对设备进行一体化设计帮助实现了分层控制设备的管理。

2.高级变电功能的实现
智能变电站能够帮助实现变电设备整体检测、智能报警和智能信息分析、线路综合故障控制等高级变电功能。

以下分别具体阐述分析。

（1）变电设备整体监测计算机终端的使用再加上站控系统帮助实现设备监测功能，与此同时，还可以无间歇得获得多种智能变电装置的运行信号和电力设备运行数据，降低无效数据收集率，以此提高了监控效率。

鉴于技术水平的阻碍，对于实现部分智能变电站的整体检测还存在着一些难点，因此，各个变电站可以以现实为依据对核心设备进行监测，便于有效检测高负荷设备。

（2）线路综合故障控制智能变电站的信息处理能了和故障排查能力在于数据采集的情况。

而智能变电站参考在线信息处理技术和数据库模型技术，采用先进的数据采集技术，开发了状态监测和诊断系统。

在这种技术条件下，技术人员需将电力设备运行时的相关参数和特征输入诊断系统和数据库，等到系统运行之后，分析一定时间内变电系统的工作状态，之后对设备进行深入的、具体的评价。

智能变电站还可以智能防误，其和传统变电站中的封闭功能有所区别，增加了多层自动封闭系统，增设了站控端的自动封闭功能。

其使用避免发生连环事故的可能性，使得变电站故障变得可控制。

三、变电站智能化的基本结构及特点
1.集中式系统结构
集中式一般采用功能较强的计算机并扩展其I／O接口，集中采集变电站的模拟量和数量等信息，集中进行计算和处理，分别完成微机监控、微机保护和自动控制等功能。

由前置机完成数据输入输出、保护、控制及监测等功能，后台机完成数据处理、显示、打印及远方通讯等功能。

此类结构对监控主机的性能要求较高，且系统处理能力有限，开发手段少，系统在开放性、扩展性和可维护性等方面较差，抗干扰能力不强。

2.分布式系统结构
按变电站被监控对象或系统功能分布的多台计算机单功能设备，将它们连接到能共享资源的网络上实现分布式处理。

其结构的最大特点是采用主、从CPU协同工作方式，各功能模块如智能电子设备（IntelligentElectronicDevice，IED）之间采用网络技术或串行方式实现数据通信，将变电站自动化系统的功能分散给多台计算机来完成。

各功能模块（通常是多个CPU）之间采用网络技术或串行方式实现数据通信，选用具有优先级的网络系统较好地解决了数据传输的瓶颈问题，提高了系统的实时性。

其方便系统扩展和维护，局部故障不影响其他模块正常运行。

该模式在安装上可以形成集中组屏或分层组屏两种系统组态结构，较多地使用于中、低压变电站。

但目前，还存在在抗电磁干扰、信息传输途径及可靠性保证上的问题等。

3.分散（层）分布式结构
分散（层）分布式结构采用“面向对象”设计。

所谓面向对象，就是面向电气一次回路设备或电气间隔设备，间隔层中数据、采集、控制单元（I/O单元）和保护单元就地分散安装在开关柜上或其他一次设备附近，相互间通过通信网络相连，与监控主机通信。

四、自动化技术在变电运行管理中的完善
1.加强技术的研究
首先，完善自动化通信技术，这是其他自动化技术完成的基础。

在保障变电站供电系统的同时加强通信通道建设，保障远程的数据采集与传输，并且保障自动化设备遥控的顺利进行。

其次，提升数据的采集与传输技术。

自动化设备需要在数据的分析结果上完成指令的发出。

只有正确采集以及传输数据，自动化技术才可以得到进一步的利用。

最后，还要加强自动报警装置的建设。

自动化系统虽然避免了人为的一些事故，但不代表自动化技术不存在任何问题，变电站要设立自动报警装置，加强设备的监督与维护。

2.培养高素质的专业队伍
变电站的自动化设备虽然减少了工作人员的任务与压力，但自动化技术设备还是需要一些专门的技术人员来维护。

这就要求供电公司成立一支专业化的队伍，加强专业技术培训，增强他们的专业技能，确保他们能有效运行自动化的变电设备。

其次，变电站还要明确岗位职责，对专业人士进行职责上的划分，提高管理效率。

五、预期成果和可能的创新点
计划对需智能化改造的常规站设备、运行情况进行深入的调研，对国内的智能化变电站设备流厂家及智能化变电站相关运行维护单位进行广泛调研，深入分析电网公司对变电站智能化需求，研究智能化变电站的表达模式，并在此基础上建立一种智能化变电站系统架构。

智能变电能够完成比常规变电站范围更宽、层次更深、结构更复杂的信息采集和信息处理，变电站内、站与调度、站与站之间、站与大用户和分布式能源的互动能力更强，信息的交换和融合更方便快捷，控制手段更灵活可靠。

与常规变电站相比，智能变电站设备具有信息数字化、功能集成化、结构紧凑化、状态可视化等主要技术特征，符合易扩展、易升级、易改造、易维护的工业化应用要求。

六、结束语
变电站是电力系统中不可缺少的重要环节，它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。

尤其是现在大容量发电机组的不断投运和超高压远距离输电和大电网的出现，使电力系统的安全控制更加复杂，如果仍依靠原来的人工抄表、记录、人工操作为主，依靠原来变电站的旧设备，而不进行技术改造的话，必然没法满足安全、稳定运行的需要，更谈不上适应现代电力系统管理模式的需求。

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