（国网山东省电力公司单县供电公司 山东省菏泽市 274300）
摘要：智能变电站是实现智能电网的重要基础和支撑。本文介绍了智能变电站的体系结构、智能一次设备的功能和智能设备与顺序控制的特点，重点研究了智能变电站对应的高级应用功能。针对智能变电站运行维护及应急事故处理的特点，在智能变电站设备检修、在线监测和实时分析诊断技术、工作票自动管理系统及智能辅助控制系统等方面提出了建议，对智能变电站的发展和电网的稳定运行有一定的参考意义。
关键词：智能电网；智能变电站；智能化高压设备；
1、智能变电站的内涵
智能变电站是采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本任务，其采集的变电站数据不仅包含实时稳态、暂态、动态数据，还要有信息模型、设备在线监测、视频等数据。
智能变电站的重要特征体现为“智能性”，即设备智能化与高级智能应用的综合。
2、智能变电站技术特点
2. 1智能变电站体系结构
智能变电站系统分为三层：过程层、间隔层、站控层。过程层包含由一次设备和智能组件构成的智能设备、合并单元和智能终端，完
成变电站电能分配、变换、传输及其测量、控制、保护、计量、状态监测等相关功能。间隔层设备一般指继电保护装置、测控装置、故障录波等二次设备，与各种远方输入/输出、智能传感器和控制器通信的功能。站控层包含自动化系统、站域控制系统、通信系统、对时系统等子系统，完成数据采集和监视控制(SCADA)、操作闭锁以及同步相量采集、电能量采集、保护信息管理等相关功能。
2. 2智能一次设备
高压设备是电网的基本单元，高压设备智能化(或称智能设备)是智能电网的重要组成部分，也是区别传统电网的主要标志之一。在满足相关标准要求的情况下，可对智能一次设备进行功能一体化设计，包括以下三个方面：
a)将传感器和执行器与高压设备或其部件进行一体化设计，以达到特定的监测和控制目的；
b)将互感器与变压器、断路器等高压设备进行一体化设计，以减少变电站占地面积；
c)在智能组件中，将相关测量、控制、计量、监测、保护进行一体化融合设计，实现一、二次设备的融合。
2. 3智能设备与顺序控制
实现智能化的高压设备操作宜采用顺序控制，满足无人值班及区域监控中心站管理模式的要求；可接收执行监控中心、调度中心和当地后台系统发出的控制指令，经安全校核正确后自动完成符合相关运行方式变化要求的设备控制，即应能自动生成不同的主接线和不同的运行方式下的典型操作票；自动投退保护软压板；当设备出现紧急缺陷时，具备急停功能；配备直观的图形图像界面，可以实现在站内和远端的可视化操作。
2. 4智能变电站应实现的高级功能
智能变电站应实现的高级应用功能包括：设备状态监测、智能告警及事故信息综合分析决策、智能操作票系统和智能辅助控制系统等。
2. 4. 1设备状态监测
智能变电站设备实现广泛的在线监测，使设备状态检修更加科学可行。在智能变电站中，可以有效地获取电网运行状态数据、各种智能电子装置的故障和动作信息及信号回路状态；智能变电站中二次设备状态特征量的采集上减少了盲区。但就目前的在线监测发展水平来看，尚不具备实现囊括所有设备在内的全面在线监测的可能性，对变电站内主要一次设备采取有针对性的在线监测技术可取得较好的投资效益。
2.4.2 智能告警及事故信息综合分析决策
智能变电站监控系统上安装有智能告警及事故信息综合分析决策系统，对信号进行分类显示处理，提取故障报警信息，辅助故障判断及处理。根据变电站逻辑和推理模型，实现对告警信息的分类和信号过滤，对变电站的运行状态进行在线实时分析和推理，自动报告变电站异常并提出故障处理指导意见，为主站提供智能告警，也为主站分析决策提供事件信息。
系统应可以根据告警信号重要性，将告警信息分类分页地显示，分为：时序信息、提示信息、告警信息、事故及变位信息、检修信息、未复归告警信息。
2.4.3智能操作票系统
智能操作票系统应当包含顺序控制软件和五防联闭锁软件的功能。智能操作票系统可以充分利用平台提供的各项功能以及服务，共享实时SCADA模型及图形，保护模型，并实现实时态和模拟态数据可靠隔离，保证了整个过程的安全、实时、可靠。系统基于网络拓扑的接线模型识别，开票规则的用户自定制，操作票的智能推理，业务表单的自由定制，多种开票方式的灵活切换，操作票生命周期的全过程管理；采用彻底的图票一体化技术，即图中开票、票中执行，提高了操作票整个运转生命周期的可视性以及直观性；严格地基于系统拓扑五防的校验机制以及完善的权限管理机制。保证整个过程的安全、实时、可靠。
智能操作票系统主要包括以下主要功能：1)开票功能；2)系统拓扑五防功能；3)操作票流程管理；4)权限的定制。系统功能结构见图1。
2.4.4电压无功自动分析控制
电压无功控制系统将区域子系统电压控制作为第二级控制，以子系统的电压合格、经济和最少操作次数为目标，实现子系统内上下级变电站之间的智能协调控制，实现子系统内各变电站之间的智能协调控制。无功电压自动控制系统首先从调度自动化系统采集数据，送入电压分析模块和无功分析模块进行综合分析，形成变电所主变分接头调节指令、变电所电容器投切指令、多主变经济运行指令，交由调度中心或集控中心控制系统执行。
3、智能变电站运行管理中的几点思考
当前电力系统中相当一部分的变电站还是实行有人值班、设备定期检修的模式。智能变电站的建设与发展无疑给广大从事电力设计、安装、调试、检修、运行人员带来挑战。变电站安全运行将直接影响电网的稳定性，为确保其安全运行，应从以下几个方面考虑：
1)智能变电站设备检修，应能依托顺序控制及工作票自动管理系统，自动生成设备和网络的安全措施卡，指导检修设备进行可靠、有效的安全隔离。
2)工作票自动管理系统应能根据系统方式的安排和调度员的指令，自动生成相关内容和步骤，并能与顺序控制步骤进行自校核和自监控。
3)通过在线监测和实时分析诊断等技术，能对站内主要设备健康状况进行监测。建立站内全景数据的统一信息平台，供系统层各高级应用子系统进行统一、标准化、规范化的数据存取访问及向调度系统进行上送。其中，信息一体化平台作为未来变电站的信息出口，可用于变电站的监视与控制，安装于安全一区；为了确保变电站的安全性要求，信息一体化平台独立于目前的监控系统，其实施不影响站内设备正常的运行和控制。
4)明确智能辅助控制系统的功能，研究相关实现技术。
4、结语
《智能变电站技术导则》及相关规范的出台，将为智能变电站建设与在运变电站智能化改造提供指导和规范。智能变电站是坚强智能电网的重要基础和支撑，是变电站建设的发展方向。
参考文献
[1]王修庞，罗虎，李朝阳.变电站集控运行管理模式探索[J].继电器，2014,36(8).
[2]徐俊杰，许先峰，杜红卫，等.电网智能操作票管理系统[J].电力自动化设备，2015,29(11).
论文作者:刘华腾,鲁克
论文发表刊物:《电力设备》2017年第7期
论文发表时间:2017/6/28
标签：变电站论文; 智能论文; 设备论文; 在线论文; 操作论文; 功能论文; 系统论文; 《电力设备》2017年第7期论文;