关于110KV智能变电站技术的研究现状

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摘要：建立完善的智能电网是我国未来电网发展的目标，智能变电站是智能电网的基础和有力支撑，有绿色、可靠、高效特点，智能变电站是数字化的变电站，是变电站发展史上的新篇章。本文主要介绍了110kv智能变电站在国外和我国的研究现状，和对未来智能变电站发展的展望

关键词：110KV智能变电站；技术研究；研究现状

中图分类号： TM63 文献标识码： A

1.引言

110KV智能变电站，信息数字化，通信网络化，采用了先进的智能设备，自动进行数据的收集、整理、控制、保护、检测等一系列流程，减少人力的使用和人为的错误。更加便捷高效的工作，提高了整体工作的效率。

2.110KV智能变电站在国外的技术研究现状

在欧美国家，许多变电站已由监控中心进行监控，实现了无人值守。国电科院(EPRI)于2002年发起了知识型电网研究;并于2004年了针对电网智能化的知识型电网体系，在评估使用寿命和维修及风险方面，采用了新的方法，实现了智能化的检测，极大地提高了电网运行的可靠性及安全性。光学原理的互感器得到了较大的推广和应用，一些大的制造商建造了很多变电站，拥有成熟的产业链，均能提供一整套合理完备的数字变电站方案。[1]

3.110KV智能变电站在我国的技术研究现状

我国的智能变电站基本实现了无人值守85%以上，输变电系统实现了实时在线监控功能，安全电网稳定控制，继电保护等已经在国际领先水平。《国家电网公司“十一五”科技发展规划》提出研究实施智能变电站国内由此开始变电站试点工程。北川110KV智能变电站是我国首个投入的110KV智能变电站，是国家电网公司完全遵循智能电网建设三统一原则（统一规划、统一标准、统一建设）建成投运的第一座智能变电站，位于新北川是灾后重建的首个变电站。是国家电网公司完全遵循智能电网建设三统一原则（统一规划、统一标准、统一建设）建成投运的第一座智能变电站，也是北川灾后重建的重要组成部分。智能变电站系统网络化的二次设备架构采用三层网络结构,包括过程层、间隔层、站控层。网络构架是设计重点，其中双套配置的设备按单套示意，单套均在A网传输数据。[2]

110KV主变各侧采用电子式互感器，以光通信信号输出，同时采用智能终端作为一次设备的智能化接口，实现智能化的工作要求。110KV变电站的自动化运行管理系统包括分流交换的自动化、数据信息的分层、状态记录统计的无纸化、电力生产运行的数据。当有故障时，可及时提供分析报告。华东电网公司准备从2008年到2030年，分3个阶段逐步建成智能电网;并于2008年和2009年先后启动了“华东高级调度中心项目群建设”和“华东多适应性智能电网规划体系”。2009年2月，华北电网公司的“华北电网稳态、动态、暂态三位一体安全防御及全过程发电控制系统”通过专家组验收。[3]

科技部的“973计划”也己经提供专门资助，对高渗透率微网的复杂动态行为及其运行进行研究。近期数字化变电站的建设主要是基于IEC61850的二次设备发展，基于IEC61850的二次系统更加完善，互操作、网络技术等发展已经趋于成熟和稳定。舟山电网首座110kV智能变电站新桥变于2012年9月底顺利通过了验收组第一阶段出厂联调工作验收，标志着该智能变电站建设正式进入现场安装和调试阶段。完成了厂内验收，验收范围涵盖了该站所有的智能设备、网络设备、测控装置、保护装置及系统部分性能和功能。[4]随着舟山电力系统的不断发展，电力应用技术的不断提高，智能变电站将逐步在我局普及应用。智能变电站中电能计量的问题主要是产品认证问题，需要有关计量管理部门尽快出台针对数字化电度能表的法规和技术标准，以解决依据问题。数字化保护装置接口问题 各类型保护装置的保护原理基本上不变，但因为信号采集方式发生了变化，还是需要做修改和调整（比如闭锁判据、同步方式等）。目前，保护技术难点主要集中在母差保护和保护同步方式上（包括站内同步和站外同步）。对于线路纵差保护的站外同步问题，不同厂家的解决方案也不尽相同 。

智能变电站里最为重要的是过程层网络的出现，没有过程层网络就不可能实现智能变电站的高级应用。 电子式互感器与数字化保护装置、智能化一次设备等的数据连接主要依靠合并单元（MU）完成，合并单元同步采集多路互感器的电压、电流信息并转换成数字信号，经处理发送给二次保护、控制设备。 电子式互感器主要罗氏线圈（无铁芯）和低功耗线圈（LPCT，含铁芯）；光学互感器包括磁光玻璃和光纤等纯光学原理。国内如平高正与许继合作开发智能化隔离开关，但目前还没有成熟产品面世。 智能单元主要实现一次设备的状态监测及控制，所以在不改变电气一次设备本体结构的前提下，在间隔端子箱内安装智能单元实现对本间隔所有断路器、刀闸的集中监视与控制是目前国内数字化变电站较为通用的做法。 智能一次设备是智能电网和智能变电站的重要标志，智能一次设备的发展滞后于智能二次设备发展在国内，现有信息交换技术在变电站自动化领域的种种弊端严重限制了生产管理新技术的提高，因此，采用IEC61850实现信息交换标准化成为国内众多电力自动化专家的一致共识。 光电子传感技术、计算机数据处理技术、光通信技术、光学材料技术的发展使得电力系统电压、电流测量采用电子式互感器成为可能 在数字化变电站的基础上，智能变电站可以去实现一些更加高级的需要和应用。一次设备和二次设备间用光纤传输数字编码信息的方式交换采样值、状态量、控制命令等信息。 [5]

为进一步掌握近年来智能变电站关键技术和设备工程应用情况，跟踪智能变电站最新技术发展动态，为下一步设计建设创造条件，国网公司基建部于2009年5月～7月组织相关单位和专家开展了智能变电站设计、技术和工程应用专题调研。对2008年组织开展的浙江兰溪500kV变电站、四川绵阳东220kV变电站、江西泰和220kV变电站等3座变电站试点成果和经验进行了分析和总结；同时对华北、天津、江苏、河南公司，以及国网电科院、许继、南自、新宁、南瑞航天等科研制造单位进行了实地专题调研，形成专题调研报告。 在数字化变电站的基础上，智能变电站可以去实现一些更加高级的需要和应用。 智能化变电站的实现离不开电子式互感器的应用。在电子式互感器的应用方面，需要关注以下几个问题：互感器的安装位置，各个二次设备如何共享数字信号，差动保护 变压器、母线、线路等 采样数据的同步。

4.110KV智能变电站技术的未来展望

作为关系国民经济命脉的基础产业和公用事业的电网。现代电网的发展是机遇与挑战并存的关键期。电网面临严峻的资源和环境压力，迫切需要技术及观念的提高。智能变电站的总体发展趋势是设备信息数字化，控制网络化 。用户之间协同合作，保障各级电网争产运转。智能变电站必然在现有技术的基础上不断的发展。

参考文献：

[1]刘振亚.智能电网技术[M].中国电力出版社,2010（5）.

[2]张文亮.刘壮志.工明俊等.智能电网的研究进展及发展趋势[J].电网技术,2010（4）.

[3]苗新.张恺.支撑智能电网的信息通信体系[J]. 电网技术,2012（4）.