智能變電站建設體系與特點分析

隨著全球經濟的發展，電力在各個領域的應用越來越廣，一次事故停電就會對社會和人民的生活造成巨大的危害，變電站的安全運行就變得越來越重要了。近年來，我國經濟發展迅速，在經濟迅猛發展的同時對于國家電網的建設速度越來越快。加強對國家電網建設的安全性及智能性建設是現代化電網建設的重要性建設內容。

智能電網的建設是當前我國電網建設中的關鍵性建設因素，通過國家智能電網的建設能夠實現電力建設的標準化運作，保障在電力供應中，能夠借助電網建設進行電力建設的支撐管理。保障在智能電網建設過程中，能夠實現現代化電力建設的運行和維護能力提升。在當前的國家智能電網建設過程中，由于電網建設中存在著不同的建設方案，因此，一種基于全壽命周期的智能電網建設在當前的電網建設中也變得越來越重要。通過國家智能電網的建設，能夠實現國家電力建設的快速性轉變，這也是國家電網未來發展趨勢轉變的必然方向。

1  智能變電站的特點

智能變電站建設是現代化電力設備建設中智能建設的重要性轉變趨勢之一，通過智能電力設備的建設，能夠實現國家電網建設和發展的數字化、信息化及智能化轉變。就當前國家電網建設現狀來看，加快國家電網建設的智能化轉變已經成為現代化電力企業發展的方向轉變之一，通過智能電網建設實現數據采集、數據測量及數據檢測的智能化轉變，同時在智能化電網建設轉變中，為了保障電網建設的基本性調節功能實現，因此，應該加強對智能電網建設的自動化控制轉變，通過智能電網建設的智能化控制轉變實現電力建設的自動調節功能實施。就當前電力智能化建設來看，其特點主要體現在以下幾方面：

1.1  站端信息采集實現數字化

智能電站建設是現代化電力建設中的重要性建設因素之一，在智能電站的建設過程中，采用電子式交流電流作為電力建設的數字化控制因素轉變，同時在電力建設過程中為了保障電力建設的效果能夠發揮，因此，在電力建設過程中采用電力模擬器作為電力建設數據采集的重要性控制原件，通過控制元件的智能化轉變應用實現了當前電力建設的信息化轉變。通過在電力傳輸中設置斷路器，將設備的運行信息接入到智能終端控制中，在智能終端的控制下進行電力建設的數字化轉變，同時在智能終端的控制下，能夠實現電力建設的智能化信息技術轉變應用，保障了電力建設應用的信息建設能力提升，實現了電網智能體系構建。

1.2  有效提高了一次設備智能化程度

新的智能采集系統將設備狀態監測IED、系統保護裝置及本體智能終端等設備的監測數據采集后集成至機旁智能組件柜，在智能單元和合并單元的共同處理下，實現了設備的智能化原件應用，也就是在電力網絡的構建中，將主變壓器、避雷器以及斷路器等設備運行狀態及運行信息及時反饋監測，通過IEC 61850標準的統一接口上傳系統。

1.3  二次設備和系統功能一體化趨勢明顯

智能電站的建設是建立在計算機技術應用之上的，通過智能化電網的建設實現數據轉換的一體化控制轉變，在一體化控制轉變措施的實施下，能夠實現電力系統應用的狀態及輔助信息監控。并且通過其輔助信息的監控實現了電站全程數據的實時監測。

1.4  節能環保效果良好

智能電站建設過程中，一次設備的應用是通過智能組件將數據傳輸到數據接收終端之上的，而二次設備的采集和應用，注重的是對一體化裝置控制中的數據監控，保障在數據監控中，能夠集中管理數據。實現布局結構更加緊湊合理，通過采用光纜和交換機數據通訊系統，節省大量電纜及相關機柜、配件輔材等，實現了節材的目的，較之傳統變電站也更加環保。2  智能變電站功能的分層結構

IEC 61850標準將智能電站建設中的功能及概念做出了新的詮釋，通過智能電站建設中的層次性轉變，從而實現了現代化電站建設的控制層級分析，并且保障了電站建設中層與層之間串聯的邏輯性接口轉變，如圖1所示： 

圖1  智能變電站功能分層結構

過程層在智能電網建設中起到的作用是將一次設備的接口轉換數據傳輸到終端接收中。通過終端接收實現了數據傳輸的轉換功能，并且將過程層傳輸中的設備信息及交流電轉變信息全部傳輸到了計算機管理應用中，通過計算機管理實現了數據傳輸的模擬量控制，并且將數據傳輸中的電力控制信息借助光纜直接傳輸到了間隔層中，在間隔層的傳輸應用中，實現了各種控制過渡功能的轉換應用。

間隔層起到的作用是將電站建設中的數據傳輸信息進行二次傳輸保護，在二次傳輸保護實施中，實現控制數據傳輸間隔過渡作用，通過數據傳輸功能的過渡保護實現了數據轉變應用的監控原件能力提升。同時電站間隔層既可以采集一次設備信息并上傳至變電站層，又可以接受變電站層的命令，通過過程層實現對一次設備的控制。

站控層是通過計算機信息傳輸數據轉換，將數據傳輸轉換到信息原件的控制中，進而在智能軟件的應用下進行智能電網傳輸轉換中的智能化信息建設管理，在這種建設管理過程中，實現了一次設備及二次設備傳輸數據的監控和轉換，保障了數據在以太網作用下，能夠達到和遠方控制中心數據傳輸應用目的。

3  智能變電站技術特點分析

3.1  智能變電站技術特點

（1）間隔層和站控層設備均采用光纖和交換機等進行通訊，所有的通信接口和模型也都符合IEC61850標準和TCP/IP協議，其標準的開放性和應用性，使得整個系統具備網絡化二次功能。

（2）傳統的電站在信息的接收和轉換中，采用的是電磁感應電流，即借助電磁感應電流將數據傳輸中的電壓信息進行集中監管，通過電流信息的集中監管實現了數據運行的智能化轉變，同時在智能化電站信息的轉變中，由于單元接受裝置的應用，實現了數據的實時接收。

（3）支持與開關的智能化接口；

（4）一次設備向智能化發展；

（5）多種過程層組網技術，支持與互感器的IEC61850-9-1點對點、IEC61850-9-2總線和GOOSE模式，可單獨組網，也可與站控網、過程網共同組網。

3.2  智能變電站一次設備的結構特點

3.2.1  智能變電站一次設備結構

由智能電站建設的標準IEC61850將一次變電站建設應用的結構規劃如下圖2所示： 

圖2  設計智能一次設備的總體結構

傳統變電站在結構的構成上，主要有軟件和硬件兩個部分組成，每一項軟件和硬件對應著不同的電力控制設備。電氣設備控制上，主要是由一次設備的本體結構構成，通過一次設備的本體結構構成應用實現了數據轉換接收的信息化及智能化應用。智能組件柜是智能單元和合并單元的系統接入媒介，是為二者提供通訊、A/D轉換、命令執行的平臺；智能單元和合并單元是具體智能化技術的應用終端，具有信息轉換處理、決策分析、命令執行等能力。

3.2.2  智能變電站一次設備特點分析

測量數字化：通過對傳統數據收集和轉換實現了數據監控的智能化方向轉變，及通過電壓的智能化分析，能夠將電路運行的耦合狀態，以及電路信息運行的閉合狀態進行了采集。通過合并單元進行A/D轉換成數字量，實現對設備運行和狀態信息的數字化轉換。

測量方式：智能組件在應用過程中，能夠通過數據的測量，將前置控制單元監控運行中的數據直接傳輸給智能組件。

控制網絡化：在電力建設系統的應用控制實施中，由于電力系統建設和運行的智能化方式存在著明顯的改變。在這種情況下，要想保障電力建設的智能化轉變，就應該在電力建設過程中，加強對電力建設中的控制耦合軟件進行分析，確保在耦合軟件分析應用中，能夠實現對電網建設的遠程監控控制。

3.3  智能變電站二次設備結構和布置

為實現在線監測、遠程控制、繼電保護和火災自動報警等功能，智能變電站集成了微電子、網絡通訊、電力計算機軟件技術等先進技術，利用智能單元和合并單元，達到了功能的一體化。其中，智能變電站二次設備典型布置如圖3所示： 

圖3  智能變電站二次設備典型布置

3.3.1  智能變電站二次設備特點

在電子智能互感器合并單元的應用中，通過智能化電子單元的控制能夠實現電網的智能化模擬控制，同時還能實現智能電網建設應用的接線方式轉變，保障了在電力建設中，能夠實現數據的功能通信以及數據傳輸的智能化控智能力提升，保障在現代化電子計算機信息技術的應用下，能夠實現國家電網建設的智能化及多元化轉變。這不僅克服了常規變電站電纜二次回路接線復雜、抗干擾能力差等缺點，還通過網絡通信方式方便的實現了數據共享、硬件資源共享，并為回路狀態在線監測提供了條件。

4  智能變電站建設與數字化電站建設的異同

數字化電站建設是當前智能電站建設和發展中的重要性建設轉變，通過智能電站建設實現了數據通信的控制和數據傳輸轉換能力提升，在只能電站的建設過程中，由于電站建設中存在著不同的影響，因此，在現代化電站建設中，要想保障整體的電站建設能力得到提升，就應該加強對電站建設中需要運用到的智能化因素分析，確保智能化電站建設因素的控制轉變和傳統的電站建設之間能夠有明確的區別。

5  當前智能變電站存在的一些問題

盡管智能變電站存在很多傳統變電站無法比擬的優勢，卻依然存在一些新的問題。

5.1  信息安全問題

由于智能化電站的建設在朝著網絡化電站建設方向轉變，在當前的電站建設中，通過電站建設中的智能化轉變數據控制分析，能夠實現對數據監控集中控制，保障了電站建設應用中的數據化功能能夠得到充分的發揮。但由于網絡的普遍性和開放性，黑客很多，病毒、木馬橫行，很容易造成軟硬件損壞，這就容易造成智能化變電站的信息文件丟失損壞和設備癱瘓，給變電站的運行帶來了很多的安全隱患，并且對電網的運行而言，也是一種極為嚴重的負載，使得電站建設和運行中，出現了很多的風險性因素。

5.2  網絡風暴

智能變電站的建設中，其整個電站監控運行和數據的監控，以及在數據監控執行命令過程中，其所有數據都是建立在數據傳輸應用之上的，只有保障了數據傳輸應用中的技術控制實施，這樣才能全面提升數據傳輸轉換功能，保障在當前的電力控制過程中，能夠借助在數據交換技術下，進行專門的數據傳輸接收。但是由于在數據的傳輸和接收中，存在著很多的缺陷性，也由于電站運行信息是建立在網絡技術應用之上的，因此，在這種技術應用背景下，就會形成電站運行的風險性出現，這對于智能電網的建設而言是非常不利的。

在智能電網的運行中，如果只有一條信息正常交換，而其他信息的傳輸則是建立在傳輸鏈路之上的，也就是說在信息數據的傳輸中，由于信息數據傳輸的功能性影響存在著差別，因此，在這種情況下，要想保障電站的信息運行，就必須要加強對電站運行中的網絡應用環境安全進行分析，確保在電站運行安全環境的控制中，能夠實現智能電網的風險性因素排除，保障電網的運行。

6  結語

目前，大部分人對智能變電站都還很陌生，隨著國家電網對智能變電站的投資建設，對專業人才需求也越來越多，因此對智能變電站有個了解還有有一定的必要性的。

本文來源：《企業科技與發展》：http://www.007hgw.com/w/qk/21223.html