浅析智能化变电站及其应用

游星乾

摘要：变电站在电力系统中占据着相当重要的地位，如今，用电量剧增，要求也逐步提高，加大了供电系统的供电难度，环境日趋复杂，在日常运行中常会出现一些事故，如通讯中断等，严重影响到人们的日常生活和生产活动。随着计算机技术和自动化控制技术的不断更新，变电站逐渐建立起自动检测系统，在此基础上，逐渐实现智能化，实现了变电站电气、二次设备状态检修。

关键词：智能变电站；通讯监视；二次设备

智能电网即对普通电网的智能化，已经成为了现今我国智能电网的的重要节点。在目前已经投入运行的智能变电站当中，已经对简单的应用功能进行了实现，而高级功能作为重要的一项内容，也成为了未来实现数字、智能变电站区分的一项重要特征。

1智能化变电站简述

1.1智能变电站的构架

站控层设置一体化平台，这里一体化平台是指物理上的，与一体化息平台概念上应区分开来，一体化平台采用UNIX服务器来实现，主要承担数据的处理与远方的接口功能，包括传统意义的后台监控系统功能和远动功能，还包括高级应用功能。一体化平台实现多态数据（稳态数据、暂态数据）的统一处理，形成基于同一断面的唯一性、一致性基础信息。数据既可以传输原始数据，也可以传输经过变电站内高级应用分析后的成熟数据。

1.2变电站设备状态可视化

智能化变电站的设备状态可视化包括一、二次设备的状态可视。

通过设置状态监测系统，采集一次主要设备（变压器、断路器、避雷器）的状态信息，在状态监测的服务器主机进行可视化展示并发送到运行维护部门，为电网实现基于状态监测的设备全寿命周期综合优化管理提供基础数据支撑。站内的微机设备都具备自检功能，二次设备的自诊断信息、运行工况信息通过标准协议送达监控系统进行可视化展示，数字化技术实现了二次设备网络化，配有网络分析仪对网络数据进行监视、记录、分析，实现二次回路状态可视。

2智能变电站应用控制方法

2.1顺序控制

顺序控制也称为程序化操作。变电站程控操作是指变电站内智能设备依据变电站操作票的执行顺序和执行结果校核要求，由站内智能设备代替操作人员，自动完成操作票的执行过程。实际操作时只需要变电站内运行人员或调度运行人员根据操作要求选择一条顺序操作命令，操作票的执行和操作过程的校验由变电站内智能电子设备自动完成。

在智能化变电站内实施顺序操作，能够使智能化变电站真正实现无人值班，达到变电站“减员增效”的目的；同时通过顺控操作，减少或无需人工操作，最大限度地减少操作失误，缩短操作时间，提高变电站的智能化程度和安全运行水平。

智能化变电站的几个特点：一次设备智能化和二次设备网络化；互操作性和开放性；分层分布式系统；一次设备和二次设备可靠性的提高。这几个特点，都很好的满足程控操作对变电站的一次和二次的要求。程控操作和智能化变电站的关系，细化列出以下几个方面：

2.1.1一次设备智能化和电动化要求

智能化变电站过程层的智能单元和合并单元装置，是一次设备具有智能化特点，能够传输更完善和详尽的位置、环境、告警和采用信息，能够快速可靠接收GOOSE报文，达到程控操作一次设备包括断路器、隔离刀闸、地刀、手车等。

2.1.2一次设备较高可靠性的要求

程控操作正确性和成功率的关键因素有两个，一个是一次设备可靠性高，不能出现不能操作或操作不到位的情况；另一个是，一次设辅助接点位置与一次设备实际位置的严格。

2.2智能告警及分析决策

目前常规变电站普遍存在的问题是，由监控系统采集上来的变电设备的遥信量、模拟量信息未作任何的分层或判断处理，各种信号动作频繁，监控值班员监控任务较重，容易遗漏重要告警信号，延误处理造成事故。一旦发生事故，动作的事件记录很多，影响事故的正确处理。经过分析表明，各种运行遥信总量虽然很大，但经常动作的是提示类信号，不需要关注，关键是要注意事故和告警类信息。现状是各种信号混杂一起仅按时序显示，监视的工作量很大。如果把不需要关注的提示类信号，剔除，仅仅保留事故及告警信号，则需要监视的信号量就会急剧下降。

智能变电站需要智能告警及分析决策系统，实现对告警信息进行分层分类与筛选，优化整合故障信息，自动报告设备异常并提出故障处理建议。系统包括各类智能设备模型、专家知识库、推理机、网络接口等基本组成部分，条件成熟时可与仿真功能进行结合，本系统可配置为单机运行也可配置为C/S模式运行。

具体的策略为：

四遥信息上送至一体化平台数据库后，由智能报警及故障自动处理系统通过接口取出，归类至具体模型，由模型将信息进行处理并过滤后再经由推理机推导出具体故障，再通过查找故障处理库输出对本次故障的处理建议。

2.3故障信息综合分析决策

电力系统在发生故障时，在智能变电站能收集到各种故障信息，包括一次信息（开关刀闸变位信息、SOE）、二次信息（保护动作事件、保护分散录波、故障录波器录波）和其他信息。这有别于传统故障信息子站仅仅能收集到保护事件和录波，也使传统故障信息子站简单的故障诊断功能能够深化，形成故障信息综合分析决策功能。

故障信息综合分析决策主要进行智能辨识、综合分析以快速正确判断故障设备、故障属性，并对保护动作行为进行评价，同时将变电站故障分析结果以简洁明了的可视化界面综合展示。在故障时上送信息量较多的情况下，先上送故障分析结果，其他录波等大数据量信息在需要时才上送。

2.4经济运行与优化控制

智能电网经济运行在线控制系统通过接收数据，在确保变压器安全、稳定、经济运行和保证供电量的基础上充分利用现有设备和原有资金条件下，通过电网实际运行数据，对电网所允许的各种运行方式进行计算，与实际运行方式进行比较，得出降低电网有功损耗的策略，如满足损耗减少的裕度和投切次数的要求，则给出变压器最佳经济运行方式，并指出调整后可降低的有功、无功损耗。

变压器经济运行是电力系统经济运行的重要环节，也是降低电力系统网损的重要措施。变压器在变换电压及传递功率的过程中，自身将会产生有功功率损耗和无功功率损耗。变压器的有功功率和无功功率损耗与变压器的技术特性有关，同时随着负载的变化而产生非线性的变化。因此，根据变压器的有关技术参数，通过合理地选择运行方式，加强变压器的运行管理，充分利用现有的设备条件，以达到节约电能的目的。

该系统将实现在线灵敏度分析功能，在线计算无功补偿设备、有载分接开关对全网各节点电压的灵敏度，也可以计算以上设备调节对全网网损的灵敏度。在安全、稳定、经济运行的条件下，通过调整负载，提高负荷率，提高功率因数，使变压器在经济运行区的优选运行段内工作。在经济条件允许下，采取调换、更新或改造变压器等办法，以达到变压器经济运行效果。可靠实现变压器和线路运行方式的在线优化分析和自动控制。

3结语

近些年来，电力系统规模扩大，环境日益复杂，很容易出现各种故障。通讯中断对人们的生活会造成重大影响，需及时发现并予以安全处理。变电站在电力系统中占据着很重要的地位，随着技术的发展，变电站开始实现智能化，逐步建立起了智能化在线监测系统，能够实时掌握变电站的运行状态，以保证系统正常供电。

参考文献：

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