1.国网阜阳供电公司 安徽阜阳 236000；2.国网颍上县供电公司 安徽阜阳 236200
摘要：对智能变电站的建设情况进行了概述，从智能电网建设、新能源消纳、输电可靠性等多方面对智能变电站的需求进行了阐述，探讨了建设智能变电站的意义，并对产生的效益进行了分析，为今后智能化变电站的推广和应用提供参考。
关键词：智能变电站；新能源；数字化
1引言
变电站是电力系统的重要组成之一，担负着电压等级转换和电力输送功能，是电网调度系统的重要信息源。随着电网建设的加快，需要变电站提供的实时数据和信息越来越多，对系统自动化运行、智能化控制的要求也越来越高，因此促进了智能变电站的推广。智能变电站与传统变电站相比，具有一次设备智能化、二次系统网络化和信息高度集成共享化的特点，通过传感器、信息、通信、智能控制等技术，实现变电站的可视化管理、自动运行控制、在线分析和决策、信息一体化等功能，是今后变电站发展的方向。
2 智能变电站存在的优势与技术特点
较传统的变电站相比，智能变电站在技术方面具有以下优势：（1）传统变电站采用的互感器存在技术上的壁垒，导致互感器暂态性差，而现在互感器多采用电子式互感器，有效的解决了传统互感器的弊端问题。（2）采用光纤作为通讯线缆取代传统的电缆，有效的减低了建设成本，同时还提升了系统的施工和维护性。（3）采用IEC61850作为变电站建设的唯一标准，根据此标准建设全站统一平台，省略了通讯协议变换环节。（4）能够采用双机、双网冗余，提高了系统的安全性、可靠性。（5）采用网络化使得原先分散的二次设备得以集成，从而简化了系统的架构，提高了系统数据的交互性和共享性。（6）应用数据共享为基础，统一分配全站职责，提升了系统的自动化水平。（7）智能化变电站是集当今多种先进技术而研制出的全新成果，为完成系统的统一管理和集成化运营打下夯实基础。
3 智能变电站建设意义
3.1 推动智能电网建设
变电站作为电网的基础环节，其自动化、智能化水平将决定智能电网发展高度。之前，我国变电站建设以刚性需求为主，是根据社会经济水平的发展需要而进行的实体建设，因此电网系统结构存在薄弱和不健全的环节，老旧变电站居多，输出通道能力有限，老旧变电站自动化水平不高，变电站之间互动性不强，不能满足智能电网的建设需要。而智能变电站具有先进技术特点和高级应用功能，能弥补传统变电站的缺点和不足。因此，加快变电站的智能化改造和新建，能推动智能电网的建设。
3.2 促进新能源消纳
我国新一轮能源改革的重点是大力发展新能源发电和促进新能源消纳。但随着新能源的发展，新能源的送出和电网体系结构的不协调问题越来越突出。一方面新能源发电的间歇性和波动性增加了电网调节难度和控制强度，对电网的稳定运行造成冲击；另一方面电网的送出能力与新能源的发展不匹配，变电站的控制水平和送出能力有限，造成大量的“弃风”、“弃光”现象，制约了新能源的消纳。变电站是实现新能源转换和控制的核心平台，是风能、太阳能等新能源接入电网的重要支撑，因此要实现各时段各季节的新能源全部消纳，就迫切需要一个智能化的变电站，将新能源场站与变电站的信息进行互联，通过高级智能模块在线分析和控制新能源的输出能力，同时与调度中心进行信息共享和功能互动，以便调度人员制定合理的调度计划，完善电网结构，为新能源的消纳做好输送保障。
3.3 提高变电站运行可靠性
智能变电站具有高度集成的智能化一次设备和网络化的二次设备。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆集成在一次设备上的智能组件直接将设备状态信息、运行数据转换为标准的数字信号，通过光纤和交换机直接传送给系统主站。遥控传输快速、可靠，遥信变化正确、及时，遥调操控精准、无误，遥测显示精确、无差，不存在常规变电站的控制回路拒动、继电保护回路误动的可能性。同时，智能变电站主站具有高级应用模块，可实现设备状态估计、故障分析、在线决策和智能告警等功能，能快速判断和定位变电站的故障类型和位置，缩短恢复带电时间。通过智能告警，能及早分析和判断故障的危险程度，并制定相应决策，将风险控制在最小程度。
4 智能变电站建设方案
4.1 硬件配置
（1）站控层设备。220kV智能变电站站控层设备主要包括：Ⅰ区数据通信网关机、Ⅱ区数据通信网关机、Ⅲ/Ⅳ区数据通信网关机和监控主机。设备配置要求如下：监控主机、数据服务器、综合应用服务器、Ⅰ区数据通信网关机采用双重化配置；操作员站和工程师工作站与监控主机合并；Ⅱ、Ⅲ/Ⅳ区数据通信网关机单套配置。（2）间隔层设备。220kV智能变电站间隔层设备主要包括：测控/PMU、故障录波、保护和稳控。设备配置要求如下：测控装置应独立配置，采用单套测控装置接单网模式、测控双重化配置模式和测控装置分别接入过程层A、B网三种配置方式。（3）过程层设备。220kV智能变电站过程层设备主要包括合并单元和智能终端，合并单元与智能终端应满足就地安装的要求。设备配置要求如下：合并单元独立配置，采样同步误差不大于1μs，支持DL/T860.92、GB/T20840.8；智能终端独立配置，输入/输出可灵活配置。
4.2 系统软件配置
（1）系统软件。智能变电站的操作系统可以采用Windows2000Server、LINUX/UNIX，数据库可以使用Sybase、Oracle、DB2、SQLServer等。应用软件采用模块化结构，具有较高的响应速度，稳定性和可靠性更高，具备一定的可扩充性。标准数据总线与接口应提供基于消息的信息交换机制，完成不同应用之间的消息代理、传送功能。（2）工具软件。工具软件包含系统配置工具和模型校核工具。系统配置工具是应用软件，按照系统层配置的要求，导入数个智能电子设备ICD文件，产生符合标准规定的变电站SCD文件。模型校核工具应具备SCD文件导入、校验、合理性检测、智能电子设备实例配置文件(CID)文件检测的功能。（3）时间同步。时钟同步系统主时钟原设置在站控层。全站建立统一的时间同步系统，采用基于卫星时钟与地面时钟互备方式获取精准时间。智能变电站过程层网络主要采用秒脉冲方式对时，时间同步系统应用情况主要有：主时钟为双重化配置，可以支持北斗和GPS标准授时，优先选用北斗系统配置。站控层设备时间同步采用SNTP方式。间隔层和过程层的设备采用B码和IEC61588方式。（4）数据采集与信息传输。智能变电站的数据包括电网运行数据、设备运行信息、变电站运行异常信息。智能变电站的数据采集通过光纤线路传输，利用高速以太网构成智能变电站的数据采集与信息传输系统，采取点对点与网络两种方式。（5）二次系统安全防护。智能变电站自动化系统中各业务系统采用横向隔离和纵向加密。划分安全区，对安全区Ⅰ与安全区Ⅱ进行逻辑隔离，采用防火墙隔离安全Ⅰ区设备与安全Ⅱ区设备之间通信；进一步加固账号口令、网络服务、数据访问控制、审计策略等，进行网络版防病毒软件的安装。智能变电站一体化监控系统Ⅲ/Ⅳ区数据通信网关机通过正反向隔离装置传送数据；设置纵向加密认证装置，进行智能变电站一体化监控系统与远方调度(调控)中心之间的数据通信。
5 结束语
智能化变电站的建设，对电网的安全运行和社会的发展具有重要意义，不仅能提高变电站的整体水平，还能保障智能电网的运行和促进新能源的消纳，同时还具有一定的经济和社会效益，值得推广和应用。相比其它类型的变电站，智能变电站具有高级应用功能和对外互动能力，能发挥更大功效，必将成为变电站的发展方向。
参考文献：
[1]杨桦.秦皇岛王庄变电站建设方案选择的技术经济评价研究[D].燕山大学,2015.
论文作者:张远1,廖添泉1,鲁宇2,李辉1,于涵1
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第10期
论文发表时间:2018/8/30
标签：变电站论文; 智能论文; 电网论文; 新能源论文; 设备论文; 系统论文; 数据论文; 《建筑学研究前沿》2018年第10期论文;