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摘要：变电站在整个电力系统中占有非常重要的位置，随着科技的不断进步，变电站的自动化和智能化程度越来越高，作为发展方向的智能变电站应运而生。本文对智能变电站的特点及所采用的技术进行了简单的分析和探究，希望能提供部分参考。
关键词：智能变电站；技术运用
中图分类号：TM63 文献标识码：A
前言
随着计算机和网络技术的飞速发展，变电站的自动化和智能化程度越来越高，智能变电站的技术理念也逐渐形成和完善。目前,许多欧美国家已经将发展智能电网上升到国家战略层面,智能电网的发展成为国家能源发展和经济发展的重要部分。我国也不例外，在能源问题日趋严峻的今天,电网的运营面临着巨大挑战,为了能够适应现代社会发展的要求,我国在智能电网特别是智能变电站的建设方面也进行了很多有益的尝试并取得了丰硕的成果。
1、国内外智能变电站技术发展概况
1.1、国外智能变电站技术发展
虽然国外厂商开发了不少符合IEC61850标准的相关智能化电子设备,如带数字接口的TA/TV以及智能断路器、智能式即插即用系统等,但是对于智能变电站系统化当前的技术发展还只停留在理论设计阶段,其开发的大多数设备有很大的局限性,其设备和技术仅作用于某一环节,而并未能有完整的系统化智能变电站技术。但国外相关行业因为起步和发展较早,其研发和制造仍具有领先水平。
1.2、国内智能变电站技术发展
中国的电力技术科研院所和电气设备制造商早在2001年起就开始关注IEC61850标准,并在2005年用时两年进行六次试验促进了对IEC61850系列产品的开发。随着IEC61850和IEC61588技术的大规模应用和技术积累，从2009年起国家电网公司开始了首批智能变电站的试点建设工作。首批智能变电站的成功建成和投运为后续大规模的技术推广和应用奠定了坚实的基础，我国当前已进入智能变电站的全面建设阶段。随着智能变电站技术的成熟和发展，目前国内已开始试点建设新一代配送式智能变电站。
2、智能变电站的基本特点
智能变电站的概念是伴随着智能电网的出现而出现的,变电站作为电网中重要的节点,其建设是智能电网运行的基础。智能变电站的基本特点是：先进可靠、节能环保、全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化以及高级应用互动化。智能变电站代表着当今变电站自动化技术的发展方向,强调通过系统的智能化发展在智能电网中发挥核心作用。
3、智能变电站一体化监控系统
在智能变电站中，一体化监控系统具有非常重要的意义，就好比给变电站安装了一个充满智慧的大脑。一体化监控系统往往具备智能告警、顺序控制、在线监测、设备状态可视化、保信子站以及源端维护等诸多高级应用功能，集成度高，功能强大，能很好的实现与站内设备和远方调度系统的数据交互与互动，能极大的提高变电站的自动化和智能化水平。
一体化监控系统负责站内各类数据的采集、处理，实现电网实时运行监视、操作控制和应用分析，实现站内设备运行监控、维护和管理，为主站提供电网实时运行信息、准实时运行信息的数据远传和站内全景数据的数据浏览服务。完整的监控系统包括过程层设备、间隔层设备和站控层设备及两层网络。过程层设备主要包括并单元、智能终端或合并单元智能终端一体化装置等，合并单元负责采样信号数字化采集和传送，智能终端负责一次设备信号采集和操作执行。间隔层设备主要包括测控装置、电能质量装置、状态检测主IED等。其中，测控装置实现传统的测量与控制、PMU同步向量和非关口网关计量等功能；电能质量装置负责电能质量监测和分析功能；状态检测主IED实现一次设备运行状态检测量的汇总、分析和上传功能。站控层设备主要包括监控主机、数据通信网关机、综合应用服务器等。监控主机负责接入站内间隔层设备，实现站内设备的运行监视、操作与控制，集成防误闭锁操作工作站和保护信息子站功能，支持智能告警、一键式顺控等高级应用功能。数据通信网关机，配置I区数据通信网关机和II区数据通信网关机，其中，I区数据通信网关机实现面向主站的实时数据远传服务；II区数据通信网关机实现面向主站的II区数据远传和站内全景远程数据浏览。
一体化监控系统处理的实时监控信息包括电压、电流、频率等稳态监测量，电压向量、电流向量等同步向量，变压器、断路器等主设备及电源等辅助系统的重要状态监测量等数据。其中，稳态监测量和同步相量，来源于过程层网络的合并单元采样值，经测控装置处理后，送到监控主机和数据服务器进行监视和存贮，经I区数据通信网关机上送到调度/调控中心；主设备重要在线状态监测量来源于过程层网络的设备监测子IED，经设备监测主IED传送到监控主机進行监视，同时经I区数据通信网关机传送到调度/调控中心；辅助系统状态监测量来源于辅助系统智能化单元，经综合应用服务器传送到监控主机进行监视，同时经I区数据通信网关机传送到调度/调控中心。
4、智能变电站的技术运用
4.1、硬件集成技术
在智能变电站中，硬件的集成主要是指变电站内的一次设备与二次控制设备之间的集成，它包含了智能变电站中的多个元件，主要有变压器、开关设备及各种相关的配套设备、新型柔性电气装置等电力系统的各种一次设备，还有保护、控制以及状态诊断等相关的智能化二次设备。当智能变电站中的相关设备逐渐实现集成智能化，那么变电站将具备自我诊断、控制以及保护等功能。与此同时，这种硬件集成技术在面对整个系统时，其数字化以及标准化的信息接口作为整个智能电网的组成部分，对于大电网范围内的物理互联、信息交互、信息集成与共享起到至关重要的作用，从而为整个电网的更加智能化奠定良好的基础。
4.2、软件构件技术
在智能变电站中，软件构件技术包含多方面的内容，主要有：(1)在以太网技术基础上的智能装置即插即用技术；(2)当智能装置模型发生一定程度变化时系统的自适应和模型重构技术。
4.3、分布式电源控制技术
当下，很多新型能源被广泛应用，尤其是以风能以及太阳能为主的新型清洁能源得到大力推广与应用。但是能够被大规模运用的新型能源大都分布在我国比较偏远的地区，并且比较分散，同时这些新型的能源在很大程度上还受到一些自然因素的影响与制约，能量波动比较明显。如果将这些新型的能源用来发电，那么其就会呈现出显著的间歇性特征。针对这种情况，在智能变电站中引入了分布式电源控制技术，同时还发展了对应的柔性并网技术，从而实现对这些能源的有效实时监控、功率预测，并做到灵活控制，以尽量减轻间歇性电源对电网的冲击和影响，提高电网运行的安全性、可靠性与稳定性。
5、结语
智能变电站作为一种能够实现一二次设备高度融合，实现信息采集、传输和处理高度数字化和自动化的综合系统，已成为当前及未来变电站建设的主流发展方向。深入研究智能变电站的基本特征及其相关的技术应用，对于提高智能变电站的工作质量与水平有着十分重要的意义。
参考文献
[1]辛培哲，闫培丽，肖智宏，等．新一代智能变电站通信网络技术应用研究[J]．电力建设，2013，34(7)：17-23
[2] 黄新波，贺霞，王宵宽，等．智能变电站的关键技术及应用实例[J]．电力建设，2012，33(10)：29-33．
[3] 曹楠，李刚，王冬青．智能变电站关键技术及其构建方式的探讨[J]．电力系统保护与控制，2011，5(39)：63-67
[4] 李盂超，王允平，李献伟，等．智能变电站及技术特点分析[J]．电力系统保护与控制，2010，18(38)：59-62．
关键词：智能变电站；技术运用
中图分类号：TM63 文献标识码：A
前言
随着计算机和网络技术的飞速发展，变电站的自动化和智能化程度越来越高，智能变电站的技术理念也逐渐形成和完善。目前,许多欧美国家已经将发展智能电网上升到国家战略层面,智能电网的发展成为国家能源发展和经济发展的重要部分。我国也不例外，在能源问题日趋严峻的今天,电网的运营面临着巨大挑战,为了能够适应现代社会发展的要求,我国在智能电网特别是智能变电站的建设方面也进行了很多有益的尝试并取得了丰硕的成果。
1、国内外智能变电站技术发展概况
1.1、国外智能变电站技术发展
虽然国外厂商开发了不少符合IEC61850标准的相关智能化电子设备,如带数字接口的TA/TV以及智能断路器、智能式即插即用系统等,但是对于智能变电站系统化当前的技术发展还只停留在理论设计阶段,其开发的大多数设备有很大的局限性,其设备和技术仅作用于某一环节,而并未能有完整的系统化智能变电站技术。但国外相关行业因为起步和发展较早,其研发和制造仍具有领先水平。
1.2、国内智能变电站技术发展
中国的电力技术科研院所和电气设备制造商早在2001年起就开始关注IEC61850标准,并在2005年用时两年进行六次试验促进了对IEC61850系列产品的开发。随着IEC61850和IEC61588技术的大规模应用和技术积累，从2009年起国家电网公司开始了首批智能变电站的试点建设工作。首批智能变电站的成功建成和投运为后续大规模的技术推广和应用奠定了坚实的基础，我国当前已进入智能变电站的全面建设阶段。随着智能变电站技术的成熟和发展，目前国内已开始试点建设新一代配送式智能变电站。
2、智能变电站的基本特点
智能变电站的概念是伴随着智能电网的出现而出现的,变电站作为电网中重要的节点,其建设是智能电网运行的基础。智能变电站的基本特点是：先进可靠、节能环保、全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化以及高级应用互动化。智能变电站代表着当今变电站自动化技术的发展方向,强调通过系统的智能化发展在智能电网中发挥核心作用。
3、智能变电站一体化监控系统
在智能变电站中，一体化监控系统具有非常重要的意义，就好比给变电站安装了一个充满智慧的大脑。一体化监控系统往往具备智能告警、顺序控制、在线监测、设备状态可视化、保信子站以及源端维护等诸多高级应用功能，集成度高，功能强大，能很好的实现与站内设备和远方调度系统的数据交互与互动，能极大的提高变电站的自动化和智能化水平。
一体化监控系统负责站内各类数据的采集、处理，实现电网实时运行监视、操作控制和应用分析，实现站内设备运行监控、维护和管理，为主站提供电网实时运行信息、准实时运行信息的数据远传和站内全景数据的数据浏览服务。完整的监控系统包括过程层设备、间隔层设备和站控层设备及两层网络。过程层设备主要包括并单元、智能终端或合并单元智能终端一体化装置等，合并单元负责采样信号数字化采集和传送，智能终端负责一次设备信号采集和操作执行。间隔层设备主要包括测控装置、电能质量装置、状态检测主IED等。其中，测控装置实现传统的测量与控制、PMU同步向量和非关口网关计量等功能；电能质量装置负责电能质量监测和分析功能；状态检测主IED实现一次设备运行状态检测量的汇总、分析和上传功能。站控层设备主要包括监控主机、数据通信网关机、综合应用服务器等。监控主机负责接入站内间隔层设备，实现站内设备的运行监视、操作与控制，集成防误闭锁操作工作站和保护信息子站功能，支持智能告警、一键式顺控等高级应用功能。数据通信网关机，配置I区数据通信网关机和II区数据通信网关机，其中，I区数据通信网关机实现面向主站的实时数据远传服务；II区数据通信网关机实现面向主站的II区数据远传和站内全景远程数据浏览。
一体化监控系统处理的实时监控信息包括电压、电流、频率等稳态监测量，电压向量、电流向量等同步向量，变压器、断路器等主设备及电源等辅助系统的重要状态监测量等数据。其中，稳态监测量和同步相量，来源于过程层网络的合并单元采样值，经测控装置处理后，送到监控主机和数据服务器进行监视和存贮，经I区数据通信网关机上送到调度/调控中心；主设备重要在线状态监测量来源于过程层网络的设备监测子IED，经设备监测主IED传送到监控主机進行监视，同时经I区数据通信网关机传送到调度/调控中心；辅助系统状态监测量来源于辅助系统智能化单元，经综合应用服务器传送到监控主机进行监视，同时经I区数据通信网关机传送到调度/调控中心。
4、智能变电站的技术运用
4.1、硬件集成技术
在智能变电站中，硬件的集成主要是指变电站内的一次设备与二次控制设备之间的集成，它包含了智能变电站中的多个元件，主要有变压器、开关设备及各种相关的配套设备、新型柔性电气装置等电力系统的各种一次设备，还有保护、控制以及状态诊断等相关的智能化二次设备。当智能变电站中的相关设备逐渐实现集成智能化，那么变电站将具备自我诊断、控制以及保护等功能。与此同时，这种硬件集成技术在面对整个系统时，其数字化以及标准化的信息接口作为整个智能电网的组成部分，对于大电网范围内的物理互联、信息交互、信息集成与共享起到至关重要的作用，从而为整个电网的更加智能化奠定良好的基础。
4.2、软件构件技术
在智能变电站中，软件构件技术包含多方面的内容，主要有：(1)在以太网技术基础上的智能装置即插即用技术；(2)当智能装置模型发生一定程度变化时系统的自适应和模型重构技术。
4.3、分布式电源控制技术
当下，很多新型能源被广泛应用，尤其是以风能以及太阳能为主的新型清洁能源得到大力推广与应用。但是能够被大规模运用的新型能源大都分布在我国比较偏远的地区，并且比较分散，同时这些新型的能源在很大程度上还受到一些自然因素的影响与制约，能量波动比较明显。如果将这些新型的能源用来发电，那么其就会呈现出显著的间歇性特征。针对这种情况，在智能变电站中引入了分布式电源控制技术，同时还发展了对应的柔性并网技术，从而实现对这些能源的有效实时监控、功率预测，并做到灵活控制，以尽量减轻间歇性电源对电网的冲击和影响，提高电网运行的安全性、可靠性与稳定性。
5、结语
智能变电站作为一种能够实现一二次设备高度融合，实现信息采集、传输和处理高度数字化和自动化的综合系统，已成为当前及未来变电站建设的主流发展方向。深入研究智能变电站的基本特征及其相关的技术应用，对于提高智能变电站的工作质量与水平有着十分重要的意义。
参考文献
[1]辛培哲，闫培丽，肖智宏，等．新一代智能变电站通信网络技术应用研究[J]．电力建设，2013，34(7)：17-23
[2] 黄新波，贺霞，王宵宽，等．智能变电站的关键技术及应用实例[J]．电力建设，2012，33(10)：29-33．
[3] 曹楠，李刚，王冬青．智能变电站关键技术及其构建方式的探讨[J]．电力系统保护与控制，2011，5(39)：63-67
[4] 李盂超，王允平，李献伟，等．智能变电站及技术特点分析[J]．电力系统保护与控制，2010，18(38)：59-62．