变电站自动化系统的发展方向探讨

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摘 要分析了变电站自动化系统目前存在的问题，阐述了变电站自动化系统的发展方向，即向数字化、信息化、智能化方向发展。在分析智能变电站产生的背景基础上，说明了智能变电站建设过程中的任务。

关键词变电站自动化系统；智能变电站；发展

中图分类号TM63文献标识码A文章编号1673-9671-(2012)041-0193-01

经过十多年的发展，有关变电站自动化技术已经达到了较高的自动化水平，在110 kV以下的低压变电站大多已实现无人值班，220 kV及以上的超高压变电站也大量应用自动化新技术，这极大提高了电网的自动化水平，同时降低了变电站的总投资实。然后随着计算机技术和通讯技术的发展以及国家对电网的自动化水平提出更高的要求，如智能电网的提出，迫使变电站自动化系统进一步发展以适应发展需要。

1现有变电站自动化系统存在的问题

然而，现有的变电站自动化系统还主要存在下列问题：

传统一次设备体积大，质量重，安装运输成本高，油浸式电流互感器的爆炸将使变电站一次设备受到较大损坏。CT物理结构上的困难使得它无法精确提供保护和测量需要的大范围量程（动态范围从

上述问题的存在一定程度上影响了变电站安全运行和设备维护管理，降低了信息的利用效率。随着数字技术的应用，其在电力系统中也如同其他行业一样为企业带来了革命性的技术更新。在变电站建设领域，自动化技术随着应用网络技术、开放协议、智能一次设备、电力信息接口标准化等产生了比较理想的技术解决方案。变电站自动化技术发展进入了数字化时代。

2智能变电站产生的背景

目前国内变电环节存在常规变电站和数字化变电站（或智能变电站）两大模式。常规变电站存在采集资源重复、存在多套系统、厂站设计和调试复杂、互操作性差、标准化规范化不足等问题；数字化变电站存在缺乏相关标准规范、过程层设备稳定性、可靠性有待验证、缺乏相关评估体系和手段等问题。这些都影响了变电站生产运行的效率，不利于电网安全运行水平的进一步提高。智能变电站充分体现了“互动化、自动化和信息化”的特点和需求，以数字化变电站为依托，通过采用最先进的数据采集和处理、计算机和通信等技术，建立整个变电站所有信息的数据采集、数据传输、数据分析及处理的数字化统一平台，实现变电站的自动采集、自动控制、运行状态自适应、设备状态检修、智能决策分析等方面的高级应用功能，大大提高了变电站的运行和管理水平。

数字化变电站就是使变电站的所有信息采集、传输、处理、输出过程由过去的模拟信息全部转换为数字信息，并建立与之相适应的通信网络和系统。其中基于变电站通信网络与系统协议IEC61850标准支撑的全数字化变电站方案不但得到了电力企业用户的高度关注，同时也被广大电力装备生产制造厂家认可。智能变电站与数字化变电站相比，更蕴含了物理集成和逻辑集成。智能变电站的内涵即为变电站内数据采集、传输、控制等过程全部实现数字化并能达到智能化的要求，实现形式主要基于“数字化变电站”；设备高度集成；增加高级应用、一体化智能设备应用、在线监测应用、二次设备的一体化应用等功能。面向智能电网的需求，智能变电站注重可靠、集成、坚强、安全、高级互动功能。智能变电站的优点主要在于其实现了不同厂家的设备之间互操作性的问题，解决了二次回路接线复杂的问题，解决了控制电缆引起的电磁干扰问题，提高了变电站的安全可靠性，实现了变电站一二次设备的状态检修，降低了全寿命周期内的工程总体投资。

3智能变电站的建设任务

国家电网制定了2009～2020的规划，根据目前技术发展的现状，建设智能变电站分三步来实施。2009～2011年为试点阶段，2012～2015年为重点发展阶段，2016～2020年为全面推广阶段。在当前阶段，主要以数字化变电站技术为基础，探索并研究满足智能变电站要求的信息化和数字化技术；随着高级应用技术、在线监测技术及资产全寿命周期管理理论的发展，逐步突出变电站的智能化建设，逐步完善具有高级应用功能的智能变电站。

智能变电站已经是未来十年至二十年变电站技术的发展方向，今后智能变电站的建设与研究工作包括：

加强数字化变电站技术的跟踪和IEC 61850标准的研究，因为数字化变电站技术构建了智能变电站的底层技术。研究新型互感器技术，特别是电子式和光电式互感器的抗干扰性的措施，继续深入研究过程层通信和一次设备的数字化实现，同时进一步开展数字化变电站和智能变电站的示范性工程，将现有的研究成果与实际工程应用相结合，发现其应用重点的优势和不足，探索出适合新型电网应用、适应新技术发展的数字化变电站建设模式，然后逐步推广。在新建变电站和变电站改造项目中优先采用IEC61850标准，努力使在变电站内上达到统一的通信标准，深入研究通信技术中的以太网技术以及在变电站内的实施方案，逐步取消现有现场总线的通信方式，用工业以太网构建智能变电站的通信平台，为IEC 61850的全面应用奠定坚实的基础。加快在线监测和电气设备的智能控制技术的研究，在现有数字化一次设备的基础上，进一步融合适应智能电网需求的相关功能，与研发机构共同研制智能设备，并开展试点应用，总结经验。在现有较为成熟的数字化变电站基础上，对二次系统进行功能配置上的整合及相关数据整合，为智能变电站的高级应用功能夯实基础。结合智能调度技术的发展和运行的需要，开展适应于智能电网发展要求的状态检修、变电站高级应用、全寿命周期管理等方面的理论研究和技术实现的探索，制定相应实用化的技术应用方案。当具备技术条件时，在现有数字化变电站成熟的技术构架上实施智能化应用，使最终实现智能变电站的目标。

4结论

在我国，国家电网公司正在大力推进智能变电站的发展，制定了一系列标准，建设了示范工程，但许多关键技术仍处于成长期，部分技术尚不成熟，无法达到智能变电站技术标准的要求，因此制约着国家电网公司智能变电站的发展。南方电网公司从战略的高度把握智能电网发展的方向，大力推进智能电网的研究和建设。遵循“需求引导、整体规划、有序推进、重点突破”的16字原则，提出运用先进的计算机技术、通信技术、控制技术，建设一个覆盖城乡的智能、高效、可靠的绿色电网（简称cccgp，即3C绿色电网），并着手智能变电站的研究建设。作为复杂的智能化系统，智能变电站需经过多阶段、多目标发展才能完成。改造原有的变电站需要应用上的平稳过渡和重点技术突破，逐步达到完善。从我国的这两大电网公司的发展举措来看，因此，智能变电站的发展将为智能电网的建设奠定坚实基础。

参考文献

[1]张沛超,高翔.数字化变电站系统结构[J].电网技术,2006,30(24):73-77.

[2]钟连宏,粱异先.智能变电站技术应用[M].中国电力出版社.

[3]陈文升.智能变电站实现方式研究及展望[J].华东电力,2010.

作者简介

周易（1975―），女，重庆人，大专，主要从事电力工程方向。