智能变电站自动化系统一体化技术探讨

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　　摘要：近年来，社会发展带动了电力能源需求量的上升，为了实现电网的有效控制，合理调配电力资源，我国逐步开展了智能化电网的建设工作。智能变电站作为当今电网的关键组成部分，其智能化及自动化水平直接影响到智能电网的实际应用效果。本文简要分析了我国智能变电站的建设、研究现状及智能变电站的常见问题，并提出了相对有效的解决措施。
　　关键词：智能化；变电站；自动化系统；一体化技术
　　引言：
　　随着世界各国对于智能电网的认可程度不断提高，绝大多数国家均把提高智能电网的智能化水平视为发展的基础。我国的智能电网于2011年正式进入研究设计阶段，其发展速度较为迅速，未来势必会实现全面覆盖。在这一背景之下，加强智能变电站自动化系统一体化技术的研究具有一定的现实意义。
　　一、我国智能变电站的现状
　　信息技术的广泛应用为实现智能变电站提供了契机。近十几年，智能变电站先后经历了三次大规模的变革升级。由于受到技术手段限制，地方经济发展规划的影响，现有智能变电站的普及率较低，大多数地区依然处于试点使用的状态，并没有进行大规模的推广，大部分变电站自动化系统依然不具备智能化的特征。
　　二、智能变电站所面临的主要问题
　　（一）技术问题
　　随着我国智能变电站研究的不断深入，其技术层面所暴露出的问题主要集中在以下几点：一是智能自动化水平不成熟。智能变电站包含了大量的先进技术，但是很多技术我国目前不具备独立研发的能力，还要引进国外的研究成果，这在一定程度上阻碍了智能变电站的发展。二是二次设备多。二次设备是变电站的关键组成部分，与常规变电站相比，智能变电站应用的二次设备的种类和数量都多出高几倍，这无疑提高了变电站的整体复杂性，也同时降低了站内运行的可靠性[2]。三是生产能力差。现阶段，我国能够独立研发生产智能变电站装置的企业较少，大部分企业的生产技术水平不满足实际应用，无法与欧美等国家的产品相媲美。由此可见，如何加强设备研发领域的深入，破解技术屏障就成为了各个企业必须去面对的问题。四是缺少统一标准。推广智能变电站前期，相关部门没有根据我国的实际情况及时制定完善的智能变电站技术规范和管理标准，在技术匮乏，检测手段单一的环境下，严重影响了相应设计工作的顺利开展，更导致设计质量参差不齐。五是功能研发缺少创新型。智能变电站的先进化特征决定了其成为一个多功能的综合体，针对变电站的功能开发工作自然成为了研发工作的重点。但在技术水平尚不成熟的条件下，功能研发的效果也不尽人意，更不能满足实际需求。
　　（二）设计问题
　　智能变电站设计存在以下几个方面问题：一是二次设备一体化设计方面的问题。由于现阶段国内缺少智能站的相关新版设计规范，进而在开展智能变电站二次设备一体化设计时只能从常规站设计中参考经验，势必会产生技术不兼容的情况，导致无法实际投用。二是二次系统的设计问题。不同类型的变电站在二次系统设计方面存在明显的差异，因而以往的设计经验已无法再次应用。三是线路铺设问题。智能变电站在结构上与常规变电站存在差异，因而线路的铺设也势必存在区别，传统的线路铺设设计及经验显然不能满足智能变电站的实际需求。四是不可预见性问题。不可预见性问题指的是无法有效控制的问题，其直接决定了智能变电站的运行效率及使用寿命。
　　（三）安装调试问题
　　智能变电站的安装、调试及检测工作对于工作人员的专业性提出了全新的要求，操作过程中必须使用专用的检修工具，一般的用户很难独立完成，这也增加了变电站生产企业的工作压力。此外，智能站的复杂特征决定了参与调试维护的工作人员需要具备更高的专业素质，这无疑增加用户的人员成本。
　　（四）运维管理问题
　　智能变电站的运维管理更是不能忽视的问题：一是运维人员业务水平有待提升。一般情况下，运维人员不会直接参与到智能站的前期建设工作当中，这导致运维人员对智能站的整体结构不够了解，在实际工作的过程中不能及时准确的找到设备故障发生原因及其影响范围，最终导致处理结果存在一定的风险性。二是虚端子规范性不足。传统变电站微机保护测控装置通过端子排间的电缆连接方式来实现一二次设备间的相互配合，智能变电站的出现则改变了这一设计，运用光纤和網络传输的方式实现自动控制功能。而虚端子设计模型没有规范的标准，不同厂家的定义方式不同且不透明，导致现场调试人员要经过反复测试才能保证装置虚端子连接的正确性，大大降低了工作效率。三是“三层两网”中交换机的影响。由于智能变电站网络化设计，站内应用了大量的工业交换机，交换机的装置异常、流量问题、通讯问题及延时等问题，都将造成大面积的网络故障，从而严重影响设备间的数据传输。四是组网方式的影响。智能变电站过程层“点对点”直采直跳的保护组网方式，保护装置与合并单元连接，虽然不依赖交换机进行数据转发，但是装置光口数量增多，接线复杂，同一时间的通信压力骤增，该方式下最大的问题是不能实现数据共享，增加了设备运维和故障分析的难度。
　　三、智能变电站自动化系统一体化技术的发展原则
　　在实现智能变电站一体化技术研究时，相关研究人员需要坚持以下几点发展原则：一是标准化原则。智能变电站自动化系统一体化技术需要在标准层面进行严格的控制，用户需要确保其满足现行的规范及标准，如IEC61850等。用户需要及时查询相关标准的更新及制定情况，便于更新设计方案。二是规范化原则。在开展设计工作时，用户需要坚持分散式的设计原则，并根据设计对象的不同采取不同的设计理念，最终实现一次设备和二次设备的有效融合。用户不断优化网络设计，建立区域保护和监控系统。三是一体化原则。用户进行结构设计时，要坚持一体化的设计原则，将诸多原本具有一定独立性的设备装置融合在一起，实现真正意义上的一体化，最大程度的提高运行效率。目前这一设计原则已经被多数权威机构认定为智能变电站的未来发展趋势。
　　四、结语
　　综合来看，尽管我国智能变电站自动化系统一体化技术发展迅速，但其存在的问题同样不可忽视。相关从业人员应不断加强技术研发水平，积极攻克技术难题，坚持阶段化发展的理念，逐步加快自动化系统一体化技术的升级，最终实现我国智能变电站的不断发展。
　　参考文献
　　[1]王琳，权宪军，刘海波，等.智能变电站自动化系统一体化技术探讨[J]. 供用电，2016，33（7）：61-65.
　　[2]杨文晓，郭燕.智能变电站自动化系统一体化技术探讨[J].山东工业技术，2017（3）：131-131.
　　[3]彭锦.智能变电站自动化系统一体化技术探讨[J].环球市场，2017（24）.
　　（作者单位：国网北京朝阳供电公司）
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