智能变电站应具有的功能及建设策略分析

智能变电站应具有的功能及建设策略分析

【摘要】本文对我国变电站发展现状以及智能变电站运行技术进行了深入的分析，从数字工程建设的角度研究了智能变电站建设的总体发展策略，对智能化变电站进一步的建设与发展具有十分重要的意义。

【关键词】智能变电站IEC61850 智能化信息化

1 我国数字化变电站存在的问题

一次设备智能化程度不足。当前，我国一次设备智能化发展相对滞后，已经投入使用的数字化变电站大多采用传统开关与智能终端相结合的半智能化模式，真正意义上的一次智能化设备没有完全采用，而且在监测方面一次设备的数字化程度也较低。

变电站统一建模还需进一步规范。目前，数字化变电站采用了IEC61850标准，使变电站的标准化、信息化和互操作性有所提升，使变电站的信息化建设成为可能，信息共享具备了可实施的基础。IEC61850通过建模技术构建适应未来通讯技术的可扩展架构，来实现“一个标准、一种技术、一个世界”的目标，成为智能变电站建设与实现的基础。还有，各生产厂家对标准的定义理解存在偏差，使各生产厂家的实现差异很大，导致各厂家针对某一个具体的问题存在分歧，互联、互操作仍然存在障碍，虽然数字化变电站能够运行，但在工程应用可复制性上还存在着问题，这就需要对工程应用实施标准的规范，以实现工程的可复制，为智能变电站推广和使用提供技术基础。

电子式互感器长期运行的可靠性有待考核。近年来，罗氏线圈原理的电子式互感器在数字化变电站中得到大量应用，但独立式的互感器存在激光供能电源的寿命问题，由于采集器在户外工作，电子元器件使用的寿命和可靠性需要进行在运行中进行考验。

变电站与控制中心之间互动能力有待提高。由于IEC61850统一了站内一二次设备的信息模型和交互流程，站内系统与系统、设备与设备之间的互操作性大为增强，互动化水平在站内得到提高。目前数字化变电站站内采用IEC61850规约，变电站到调度中心仍采用IEC60870-5-104或DNP3.0规约，站内外的通信标准用不一致，现阶段互动化能力有待提高。

2 智能变电站应具有的功能

2.1 一次设备智能化

一次设备智能化设备是未来智能变电站重要部分。一次智能设备应该具有智能控制、在线监视和数字化接口等功能，能够对外提供设备运行状态信息，完成控制、诊断和检测等功能，主要表现在：对于一次智能化设备被控制的操作驱动

回路和被检测的信号回路，将采用光电技术和微处理器进行设计，对传统机电式继电器的结构进行了简化；数字公共信号网络和数字程控器要取代传统的导线连接；光电数字取代了常规的强电模拟信号和控制电缆。

2.2 二次设备实现网络通信

智能变电站内的设备如智能终端、保护装置、测控装置、对时系统等其它智能设备依靠以太网实现信息的交互，在后台与间隔层装置间通过MMS网通信，在过程层与间隔层装置间使用GOOSE网传递状态量及跳合闸命令，实现了全站信息网络化传输，节省了二次电缆，而且可以实现设备、网络的在线监测。

2.3 运行控制自动化

智能变电站应具备程序化操作功能，同时还可接收和执行监控中心、调度中心的操作指令，自动完成相关运行方式变化要求的设备操作；在变电站层和远端均可实现可视化的闭环控制，满足无人值班及区域监控中心站管理模式的要求。

2.4 实现设备的状态检修

智能变电站应配置用于监测系统主设备的传感器，采集主设备的各种运行状态特征量，为状态检修提供数据，实现设备的状态检修；同时，应利用IEC61850建立设备状态检修的信息模型，将各种设备状态监视装置采集到的实时量通过网络集中起来，对设备的状态进行综合的全面的分析，为设备的状态评价提供坚实的基础。

2.5 实现经济运行与优化控制

智能变电站应能实现经济运行与优化控制，即在站内配置无功电压控制设备，配合自动电压控制系统，利用先进的通信手段采集相关数据、监视电网的无功状态，从全网的角度对分散的电网无功装置进行协调优化控制，实现降低网损、提高电压合格率、改善电能质量、达到系统安全经济运行和优化控制的目的。

3 智能变电站的建设策略

智能变电站试点工程建设的目标应该是全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化、高级应用互动化特点的智能变电站，其建设策略有以下几项：一是在智能变电站示范工程中开展电子式互感器的广泛应用及全光纤数字式电流、电压互感器试点应用，积累运行经验。开展基于IEC 61850-9-2规约的过程层采样值网络试点应用，构建过程层采样值传输网络，实现全站信息网络化传输；二是在示范工程中开展变压器、断路器、避雷器等一次设备在线检测装置及综合数据分析平台的试点应用，增加相应智能通信接口和信息采集接口等，实现一次设备状态分析和故障诊断；三是在示范变电站至调度中心之间采用IEC61850协议，这样从控制中心到变电站的过程层采用统一的通信协议，形成无缝的远动通信系统，提升调度中心和变电站之间的互动性能；四是在示范工程中研究并建成

基于数据过程总线的电能质量监测系统，通过配置无功电压控制设备，配合自动电压控制系统，以提高智能电网的系统稳定性、提供动态电压支撑、提高电压合格率、改善电能质量。

4 结语

智能变电站是智能电网的重要支撑节点，是电网基础运行数据的采集源头和命令执行单元，是智能电网建设变电环节的主要任务，建设智能变电站具有非常重大的技术和经济意义。

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