高洁1 刘纲1 郭文勇1 张斌1
（1.国网渭南供电公司 陕西渭南 714000）
摘要：随着我国科技的快速发展，智能变电站逐渐成为我国电力系统发展的重要方向之一。在智能变电站中采用先进的电力管理设备，能够自动完成变电站的所有程序，且对存在的一些问题，智能变电站的处理效率要高于传统变电站。本文阐述了智能变电站的概念、智能变电站与数字化变电站的区别、发展现状和系统构成。对目前我国110kV智能变电站的运行管理进行了分析研究，并总结其中存在的一些问题。
关键词：智能化、110kV变电站、运行管理、分析研究
1.引言
在电网系统中，智能型变电站把现场操作改变为远程操作，提高了变电站的响应速度，实现变电站的智能化，变电站的操作流程应更加简洁。智能化变电站较常规变电站在运行管理、设备管理、技术管理等方面都发生了较大的变化，一些原有的标准和规定已不适应新设备、新技术应用的管理需求。本文就110kV智能变电站的运行管理进行了分析研究。
2.智能变电站的概念
2.1智能变电站的概念
智能变电站是采用先进的传感、信息、通信、控制等技术，以智能化设备、标准化信息平台、高度集成一体化系统为基础，实现变电站实对全景监测、自动控制与保护、与站外系统协同互动等功能，达到提高变电站运行可靠性、优化资产利用、减少人工干预，支撑电网安全运行、可再生能源灵活接入与退出等目标的变电。智能变电站有三个主要特征：一是一次设备智能化，二是具有数字化变电站的信息和信号数字化特点，三是具有高级应用功能。智能变电站是以设备全智能化和测控全智能为基础，具有变电设备的智能监控供电安全的在线预警、薄弱环节的自动识别等功能。目前，全站信息数字化、一次设备智能化、通信平台标准化、网络化、基于以太网的IEC61850标准的通信网络和自动化的运行管理系统是智能变电站最主要的技术特征。实现形式主要基于“数字化变电站”；在数字化变电站信息信号数字化的基础上实现实时在线监测、状态检修和智能操作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。
智能化变电站的是实现设备的智能化自动化的调节，当出现故障时能够第一时间进行相应的自行诊断，进行自身的控制，做到了及时发现问题、解决问题的目的，提高了设备在运行方面的可靠性问题，同时降低了设备的损坏修理成本，使得设备的使用周期有大大的提高。
2.2智能变电站与数字化变电站的区别
数字化变电站强调信息获取、传输、存储和控制形式方面的问题，更加看重变电站多种信息数字化传输和数字化控制。实现数字化后，保护设备将输出数字信号，一次设备控制回路也将采用数字化的接口替代传统的模拟量控制方式。在全站数字化的基础上，传统变电站运行的实时信息传输速度将达到前所未有高速，IEC61850等复杂的设备信息模型和灵活的传输协议能够发挥其最佳的效果。
智能变电站不仅仅是设备和传输方式的革新，更多地强调远程操作和智能控制，强调一次设备信息的完备和操作的友好性特征，体现智能电网的自动化和互动化的概念，所以智能变电站和数字化变电站是具有显著差异的，可以说数字化强调的是实现的手段，而智能化强调的是实现的目的。
2.3我国智能变电站发展现状
智能变电站技术日新月异，发展速度迅猛。已建立了相关标准：《变电站内通信网络和系统》（与IEC61850相应的DL/T860系列标准）、《智能变电站技术导则》、《智能变电站设计规范》、《高压设备智能化技术导则》、《变电站智能化改造技术规范》、《智能变电站继电保护技术规范》等；为了使智能变电站能够有效融入智能电网这个整体，智能变电站站与用户之间、智能变电站与电网以及智能变电站与电源之间、智能变电站站与站间必须有统一的通讯规约和接口，同时应具有统一的设计、建设和运行标准。
智能变电站的建设是组建智能电网发的基础和重要组成部分，也是电网实现智能化运行的核心。随着智能变电站设计、建设和运行技术日益成熟以及和成本的不断降低，智能变电站建设已经形成星火燎原之势。但一次设备智能化发展远远落后于自动化及二次设备的智能化技术，一次设备智能化往往依靠附加设备接入二次系统然后形成智能功能。现阶段全光纤电子式互感器的应用还处于试用和起步阶段，特别是全光纤PT目前仅处于挂网运行阶段。智能化变电站的运行与维护管理探索与试验修正阶段，需要不断创新运行管理模式，探索维护试验方法。通过实践积累智能设备运行维护经验。为全面铺开智能变电站运行打下坚实的实践基础。另一方面二次系统运行相对稳定是在传统变电站二次系统应用基础上加以完善深化，有统一的信息交换规IEC61850。整个智能变电站管理体系已经逐渐成熟。总体分为站控层、过程层和间隔层三级。将来随着一次设备智能化的不断发展，智能一次和二次设备原来相互孤立和各自为政的研发和制造格局将向一二次设备科学有机结合的方向发展。一次和二次设备界限将越来越模糊。一次设备中有二次设备，二次设备的功能与一次设备功能融合，集成为的统一的设。
3.智能变电站的系统构成
监控和保护是智能化变电站建设所需要的两大功能。这两大功能是根据智能化、自动化系统的要求来实现的。而又将智能变电站划分为三层两网的结构。三层是指站内逻辑控制层、过程层、间隔层三层。两网是指GOOSE网和SV网两网。还可以定义站控层和间隔层之间的网络为站控层网络，间隔层与过程层之间的网络定义为过程层网络。
3.1智能变电站过程层
过程层是IEC61850标准中提出的新概念，过程层为电气一次设备和电气二次设备的两者结合面，其中包括了以下设备：智能断路器、电子式PT/CT、变压器等，这些设备的作用主要是配合一次设备来完成相应的功能。智能组件，即由有许许多多的智能电子装置进行组合而形成的，其作用是对主设备进行相关的测量、控制设备的运行和进行设备实时运行的检测等相应的功能。如果要达到国家电网公司下发的相关规定和相关技术标准要求的时候，智能化组件还能够起到了其他的重要功能，这些功能包括计量功能和保护的功能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆过程层的出现在三层网络之中的作用是显而易见的，它对于智能变电站来说是十分重要的，如果说没有过程层的出现，智能变电站的许多高级功能的应用就不可能实现。
3.2智能变电站间隔层
间隔层的出现对于智能变电站的发展起到了推动的作用，它能够在很大程度上实现利用本间隔数据检测和保护判断本间隔设备。应用地理信息系统开关装置的智能变变电站来讲，智能变电站设置有室外开关控制柜。在这一控制柜内安装和放置了保护装置和测控装置，这样的一个设计与普通变电站内的一次开关装置与相关的保护控制二次装置两者之间需要数量十分大的电缆。那么智能变电站与传统变电站相比在电缆的使用方面有很大的节约作用，从而在一定程度上降低了成本。用以太网的连接方式来实现间隔层设备和站控层设备的通信方式。
3.3智能变电站站控层
站控层的主要作用是对站内的间隔层设备进行监控，同时对站内的一次设备进行监控，实现与远程的控制中心、相关的工程师站和人机界面进行信息的通信功能。站控层主要包含以下系统：远动系统、继电故障保护信息系统、监控系统和操作员工作站、维修工程师站。进行高度的集成才能更好使站控层功能的实现，这样的集成能够在一台计算机上或是相应的嵌入式装置之中实现，同时也可以在多台计算机中或是嵌入式装置之中分布。为了实现网络的共享化，智能变电站的数据源要实现统一的且有相应的标准作为依据。让所有智能设备之间实现更进一步的相互连通。对于智能变电站的自动化系统来讲，如果采用以太网、环形网要符合相应的国家电网标准的要求，既符合IEC61499及IEC62439的要求。
4.我国110kV智能变电站运行管理模式分析研究
随着智能变电站的研究逐渐深入，各种新型设备逐渐进入智能变电站，为智能变电站的高效运行提供了有利的条件。但是，由于智能变电站和传统变电站在运行模式等方面存在较大的差别，其运行管理模式也需要做出一些改变。
4.1程序化操作
对于智能变电站来说，程序化操作是其不同于传统变电站的特点之一，是一种新型的变电站应用技术。通过应用程序化操作技术，能够减少工作人员的工作强度，提高工作效率，大大避免了变电站运行过程中问题的出现。智能变电站在运行过程中不需要工作人员对设备进行控制，但在运行前需要工作人员对设备的状态进行全面检查。例如，在新生的110kV智能变电站中设置电机电流保护装置。同传统的变电站相比，该设备能够对电机运行过程中出现的设备卡塞现象进行有效预防，以减少电机运行过程中由于产热过多而造成的烧毁问题。该设备在运行过程中能够在中置式开关手车遭遇到较大阻力时，通过程序化操作自动中断开关，然后将手车恢复到原始状态，从而保证电机的安全。但是，手车恢复到原始状态后会对程序化操作产生一定的影响，导致设备无法正常运行。因此，变电站设备出现卡塞等问题后，需要及时更换人工操作，然后通过变电站的停电机对设备运行中存在的卡塞问题进行自动处理，从而真正保证变电站的正常运行。
4.2软压板投退操作
软压板投退操作是智能变电站中的一项改善内容。软压板代替硬压板，使智能变电站变为软压板遥控控制。通过这种改善，减少了智能变电站的建设成本。而对于软压板，其主要是通过后台监控设备来实现其投退。为了保证智能变电站的安全运行，操作前需要对设备安全状态进行有效检查，以保证后台机压板的状态等保持正常水平。例如，一些新生的110kV变电站的接线。由于其和传统变电站的接线方式不同，而是采用的内桥接线方式。这种接线方式的改变对变电站的检修进行了一定的改变。在对新生的110kV变电站进行检修时，往往会将开关和桥开关等进行单独的检修，但主变电站往往会进行正常的运行。为了保证变电站的安全运行，需要采用电流的采样值切换方式，以保证变电站检修过程中主变电站的正常运行，同时对其他内容进行有效检修。但在，常规变电站中切换往往采用的是传统的大电流端子切换。这种切换方式较为繁琐，且需要人工对其进行定期切换。因此，这往往会由于工作人员的疏忽出现安全事故。而在新生的110kV智能变电站中，该切换方式变为更为简便的电脑程序控制，不再需要大电流端子，且SV软压板的使用使操作更加简便，退投工作结束后能够通过后台的电脑设备自动完成切换工作。这既减少了人员的浪费，同时又能保证工作人员的安全。
4.3安全管理
由于110kV智能变电站不同于传统变电站，因此进行安全管理时需要加强工作人员的安全意识，并加强对工作人员的安全培训工作。另外，智能变电站的智能化程度较高，在运行模式上发生了较大的变化。因此，需要对工作人员进行二次培训，使其能够更好地掌握智能变电站的运行管理。而在进行检修时，智能变电站由于具有较高的网络化，在检修过程中不能同传统变电站一样，需要对智能变电站的整体运行进行全面考虑，以保证变电站正常运行的基础上进行检修工作。
4.4运行维护管理
对于传统的110kV智能变电站，其在进行运行维护管理时往往是根据日常变电站运行的情况进行具体的制定，管理内容基本不会发生改变，且大量的管理工作需要工作人员投入大量的时间和精力。但对于110kV智能变电站来说，其网络化程度较高，在进行设备维护时，传统的管理方式很难适应新型变电站运行系统的需要。例如，工作人员进行设备维护工作前，需要根据110kV智能变电站的实际情况制定完善的管理表格，然后对各项维护工作进行全面记录，特别是一些重要设备的维护，需要对其进行重点记录。另外，在智能变电站中安装有大量光缆，从而大大提高了智能变电站的运行效率，同时减少了智能变电站运行过程中的清洁度，使变电站运行更加安全高效。因此，在日常的运行管理中需要加强对光缆的保护力度，以保证110kV智能变电站的正常数据传输。
4.5光伏电源管理
智能变电站采用太阳能作为变电站的第三能源，从而很好地解决了变电站出现问题后的照明。在110kV智能变电站中，光伏电源的使用既能减少变电站的能源浪费，同时又为变电站的施工提供了各种便利条件。为此，对于光伏电源需要加强其日常的管理工作，运行前需要对其制定一个完善的管理规定。另外，在对智能变电站进行检查前需要将光伏电源关闭，以保证检修人员的生命安全。由于太阳能设备长期处于外部环境，因此需要对其进行定时维修和检查，从而保证其正常工作。
5.总结
110kV智能变电站是我国电力系统的重要组成部分，对我国的经济发展具有非常重要的作用。因此，要不断改善110kV智能电网运行管理中存在的问题。但是，由于110kV智能变电站和我国传统的变电站之间存在较多的区别，因此进行运行管理时要对其网络化和智能化设备进行重点研究，从而保证我国110kV智能变电站的正常运行。
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论文作者:高洁1,刘纲1,郭文勇1,张斌1
论文发表刊物:《电力设备》2016年第12期
论文发表时间:2016/8/25
标签：变电站论文; 智能论文; 设备论文; 压板论文; 操作论文; 功能论文; 传统论文; 《电力设备》2016年第12期论文;