智能变电站关键技术分析

摘 要

智能变电站突破了常规变电站的技术发展，智能变电站在一次设备智能化运行以及二次调试运行上存在一定的突破，也是智能变电站的关键技术所在，本文针对智能变电站的现状及关键的技术问题进行一些系统的研究。

【关键词】关键技术 变电站 智能

新一代智能变电站是电网技术发展的必然趋势，智能变电站做为智能电网建设的重要环节之一，是电网最重要的基础运行参量采集点、管控执行点和未来智能电网的支撑点，其发展建设的水平将直接影响到我国智能电网建设的总体高度。建设具体信息化、自动化、互动化的坚强智能电网对变电站的发展提出了更高了要求。

1 智能变电站概述

智能变电站，是通过数字化变电站演化而来，主要体现在一次设备简单智能化、二次设备网络实用化、通讯规约标准统一化，使其更加自动化、智能化，从而满足电网建设发展的一种新型变电站模式。智能变电站的发展作为智能电网建设的基础，将有助于智能电网发展建设工作的推进。在当前智能电网发展的大背景下，发展智能变电站已经成为必然趋势。通过近几年的发展，智能化变电站技术水平日益提高，已经实现了大规模推广应用。但由于智能变电站在我国的发展时间较短，智能变电站各方面要求较高，在实际的应用过程中还是需要重视一些关键问题，如果能处理好这些问题，将更有助于智能变电站的发展。

2 智能变电站发展现状

IEC61850协议经过近几年在国内各地、各个电压等级的实践和应用，已经有大部分站投入运行，为智能变电站的深入研究和推广奠定了技术基础。智能变电站二次系统的实施程度可分为三个阶段：站控层和间隔层之间的MMS网络；MMS和GOOSE两个网络，在第一个阶段的基础上，重点实践了间隔层设备间联系，包括保护、测控间的GOOSE联闭锁、保护测控和智能终端的俩系；MMS、GOOSE和SMV三个网络。智能变电站常见的三种对时方式：SNTP、IRIG-B和IEEE1588。

3 智能变电站二次设备关键技术

3.1 数据采集设备

数据采集传感器准确化、信号传输光纤化、信号输出数字化是智能变电站

对电子式互感器的基本要求。对于采用电子互感器的智能变电站，互感器是实现智能变电站信息采集的基础，测量的准确性、实时性、可靠性是智能变电站安全高效和优质运行的关键技术。

有源电子互感器的关键技术要求：最大限度降低由于 、一次导线位置、一次电流磁场耦合干扰及温度等造成的计量误差；有源电子式互感器采用空心线圈感应高压侧信号，所以必须给高压侧供电，因此供电可靠性问题必须解决。无源型电子式互感器的关键技术要求：有效解决温度、震动等因素对光学折射效应的影响，确保其长期工作的稳定性。

合并单元的关键技术要求：合并单元将多个互感器采集单元输出的数据进行合并处理，为二次系统提供时间同步的电流和电压数据，是讲电子互感器与变电站二次系统连接起来的关键，要满足二次系统对输出数据的同步性、实时性、均匀性等方面的要求。

3.2 信息交互网络

过程层网络组网方式的要求：为保证网络可靠性，采用完全独立的双网冗余配置。过程层网络设备性能的要求：电磁兼容性与可靠性须达到或高于保护装置的要求；保证GOOSE报文传输，防止丢包；保证网络实时性和安全性。

3.3 继电保护设备

智能变电焊技术为继电保护技术发展带来的机遇。智能变电站依靠高速、可靠、开放的通信网络技术，实现变电站过程层的网络化。解决了传统变电站电流二次接线复杂、抗干扰能力差、系统扩展性差等缺点，实现信息共享。智能变电站技术为继电保护技术发展带来的机遇，电子式互感器的采用为继电保护技术中长期难于解决的一些问题提供了新的途径。智能变电站技术为继电保护技术发展带来了挑战。电子式互感器的稳定性、电子式互感器合并单元的采样同步性、过程层网络的安全可靠性等问题都会影响到保护装置的可靠性及快速性等，尤其在相关技术应用的初期。保护采取措施合理应对智能变电站中的新问题：装置光纤通信接口处理能力的影响；电子式互感器数据采集异常对保护动作行为的影响；多类型非常规互感器与保护的配合工作；智能变电站与传统变电站间线路差动保护的配合工作；通信网络异常对保护动作行为的影响。

3.4 故障记录及辅助设备

针对智能变电站信息数字化及网络化特点的故障录波设备、分析记录设备及其他辅助设备在智能变电站运行维护中必不可少及能够适用于数字化网络的故障录波器、能够准确进行网络信息分析记录的在线监测系统和能够满足数字化保护测试功能的保护测试仪。

4 智能变电站功能要求

智能变电站一次设备应信息化，可检测更多自身状态信息，也可通过网络获知系统及其它设备等的运行状态等信息。智能开关设备应呢个在以下方面优化执行和调节功能：位置信号数字化、网络化、减少负责接点数目、容量及连线等；采用电子控制装置，简化控制回路结构，减少连接和体积，提高可靠性等。智能设备实现要根据需求及技术现状分步骤、分阶段、有选择的实时部分或全部功能。

一体化信息平台优先采用统一命名规范、统一检索机制、完全自描述的方法实现跨系统间的数据与信息的无缝交换，也可以利用先进的模型映射技术，实现信息与模型的无损转换。

利用对时系统，同步区域和站内时钟，完善和标准化站内设备的静态和动态信息模型，向智能电网提供统一断面的全景数据。智能变电站应配置用于检测系统主设备的传感器，能够反映系统主设备运行的电脉冲、气体生成物、局部过热等各种特征量，应利用DL/T860提供的建模方法，建立设备状态的信息模型，构建具备较为可靠实用的状态监测预警算法和机制、支撑状态检修实践的专家系统。

5 结束语

智能变电站是智能电网的重要支撑节点，建设智能变电站具有重大的技术和经济意义。作为各项新技术推动下的智能变电站，其发展必然会经历一个长期的阶段，而随着智能电网和技术的进步，关于智能变电站的技术规范也会在实践中逐步完善。从而使智能变电站最终成为智能电网的建设奠定坚实基础。

参考文献

[1]国网北京经济技术研究院，变电站二次系统整合方案研究报告[R].北京：国网北京经济技术研究院，2011.

[2]刘正亚.智能电网技术[M].中国电力出版社，2010

[3]李士林，高志强，王艳.变电站的智能化发展方向分析[J].河北电力技术，2010，29（1）：1-3

[4]陈安伟.IEC61850在变电站中的工程应用[M].中国电力出版社，2012.

作者简介

沈鸿彦（1974-），男，山东省菏泽市人。现为许继电气股份有限公司工程师，从事工程管理工作。

肖斌（1974-），男，重庆市武隆县人，从事变电检修及运维工作。

作者单位

1.许继电气股份有限公司 河南省许昌市 461000

2.国家电网重庆武隆供电有限责任公司 重庆市武隆县 408500