【电力】智能化、集成化：变电站发展新趋势

【名词解释】
　　智能变电站
　　智能变电站是采用先进、可靠、集成和环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，具备自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和检测等基本功能，以及支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策和协同互动等高级功能的变电站。智能变电站主要包括智能高压设备和变电站统一信息平台。
　　比传统变电站更“聪明”
　　坚强智能电网是功能强大的能源转换、高效配置和互动服务平台，是坚强电网与智能控制紧密融合的现代电网。坚强智能电网以坚强骨干网架为重要基础，具有信息化、自动化、互动化的特征。
　　为了将从发电厂发出来的电能输送到千家万户，必须将电压升高，变为高压电，电能到达用电客户附近再按照需要将电压降低，以供客户使用，这种升降电压的工作就需要由变电站来完成。随着“发、输、变、配、用”各个环节智能化水平的逐渐提升，变电站建设正逐渐向智能化、集成化迈进。
　　智能变电站的智能主要体现在两个方面，即智能设备和智能高级应用。
　　所谓智能设备，是指一次设备和智能组件的有机结合，其中，智能组件是二次设备的统称，包括测控装置、保护装置、测控保护装置、状态监测装置、智能终端等，也可以是几个装置的结合，如GIS汇控柜、屏柜等。这些智能组件就像一次设备的“管家”，帮助一次设备做好传输和分配电能的工作，同时具有测量、控制、保护、计量等功能。
　　智能变电站的第二个特点是高级应用。智能变电站采集的数据是全景式的，信息量非常大，而这些数据不是不加分析就传输给电网调度机构，而是通过站内的信息一体化平台以及变电站自动化系统高级应用模块，对数据进行初步的挖掘、分析，实现顺序控制、智能告警、设备状态可视化以及事故综合分析决策等功能。
　　更安全可靠 更经济清洁
　　随着技术的不断升级，智能变电站的优势更加凸显。中电联电力技经中心副主任褚农介绍，智能变电站的优势主要体现在几个大的方面。
　　首先，智能变电站技术上的先进性保证了数据传输的效率和准确性，能够提升供电可靠性，保障电网更加安全稳定地运行。
　　智能高压设备中的智能变压器与控制系统依靠通信光纤相连，可以及时掌握变压器状态参数和运行数据。在运行数据发生改变的情况下，设备会根据系统的电压、功率等情况自动调节。当设备出现问题时，设备也会发出预警并提供状态参数等，在一定程度上降低运行管理成本，减少隐患，提高变电站供电可靠性。
　　智能高压设备中的开关设备具有较高的性能，它配有电子设备、传感器和执行器，具有检测和诊断功能。高压设备中还包括电子式互感器，它能有效克服传统电磁式互感器绝缘难度大、动态范围小、需敷设电缆到二次设备、易产生铁磁谐振，以及高压危机人身和设备安全等缺点。
　　随着智能技术进一步实用化、模块化、标准化，智能变电站的信息采集、传输和处理技术更加规范，有效支撑了“调控一体、运维一体”。通过集成视频联动、状态分析等检测手段，确保了顺控操作准确无误。同时，远方修改及核查保护定值等功能，为无人值守奠定了基础。
　　其次，相对于传统变电站，智能变电站有效实现了节地、节资。由于有效节约了资源，智能变电站的清洁效益也非常明显。
　　智能变电站通过技术创新、设备集成、设计优化，大幅减少了占地面积和建筑面积，减少了二次屏柜数量。专家还介绍，智能变电站能够有效提升电网基础设施资源利用率和供电可靠性，达到节能减排的目的。
　　最后，褚农说，国家电网公司基建部2013年开展的“标准化设计、模块化建设”智能变电站试点工作，在变电站技术模式、设计设备、建设模式等方面都有进一步的创新。
　　与普通变电站相比，模块化智能变电站全面应用了通用设计、通用设备，在土建过程中采用全预制装配结构建筑模式和预制光（电）缆，实现了二次设备“即插即用”。模块化智能变电站还通过工厂内规模生产、集成调试后再运至现场，以及控制室、防火墙、围墙、设备基础等装配式预制技术，减少了现场人工投入。
　　正在走来的智能变电站“新一代”
　　近年来，国家电网公司智能变电站建设不断提速。2012年12月，国家电网公司启动新一代智能变电站示范工程建设6个试点项目，包括重庆合川220千伏大石变电站、武汉未来科技城110千伏东扩变电站、天津110千伏高新园变电站、北京220千伏未来城变电站和110千伏海鶄落变电站、上海110千伏叶塘变电站。
　　新一代智能变电站的主要特征是“集成化智能设备与一体化业务系统”，实现专业设计向整体集成设计的转变，一次设备智能化向智能一次设备的转变，是先进适用技术的集成应用。
　　国家电网公司在2013年中工作会议上提出，要大力推行“标准化设计、模块化建设”，全面提高电网建设能力。此后，国家电网公司组织专项技术研究，推进试点建设。
　　准配送式智能变电站建设第一批5个试点项目已经投产并运行良好，包括安徽六安110千伏孙岗变电站、福建漳州110千伏恒苍变电站、江苏镇江110千伏陵口变电站、上海110千伏园海变电站、浙江绍兴220千伏袍南变电站。
　　目前，国家电网公司综合考虑了设备选择、布置形式和建设形式的多样性，已新建并投运了110（66）~750千伏智能变电站500多座。在变电站信息一体化监控系统、智能高压设备、IEC61850（基于通用网络通信平台的变电站自动化系统唯一的国际标准）及网络通信技术、一体化电源系统、源端维护等技术领域实现了重大突破，实现了“变电站信息数据化、通信平台网络化、信息共享标准化、高级应用互动化”。