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【摘要】 当前我国正在开展智能电网的研究和建设工作，作为智能电网的重要组成部分，智能变电站的运行维护工作对运行人员提出了新的要求。本文总结了智能变电站的技术特点，并针对其特点对智能变电站的运行维护进行了探索性研究。
【关键词】 智能变电站 技术特点 运行维护
中图分类号：TM63文献标识码： A
1引言
当前我国正在开展智能电网的研究和建设工作，国内已新建或改造了数座示范性智能变电站。在智能电网中，智能变电站将起到变换和分配电能的核心作用。作为智能电网的核心，智能变电站对电网运行及设备管理提出了新的要求。本文针对智能变电站及其技术特点进行了分析，在此基础上从运行方式和设备管理两个方面进行了探索性研究。
2智能变电站及其定义
智能变电站是指通过依靠可靠、先进和环保的智能组件来实现变电站内信息的标准化和网络化，对全站进行全自动化配置以完成测量、监测、控制等基本功能，并能够与智能电网中其他组件配合实现电网的自动控制和实时调节，主动完成在线分析等高级应用功能。智能变电站的建设完成了电力系统中调度与设备运行信息的互动和共享，有助于实现系统内设备的全寿命周期的优化管理，为实现智能电网全网统一数据采集、信息共享及智能控制奠定了基础。
3智能变电站的技术特点
智能化變电站的技术特点是通过采用先进的电子式传感器、电子、信息、通信、控制、人工智能等技术，以智能化的一次设备和统一的信息平台为基础，实现变电站的实时全景监测、自动运行控制等功能。
3.1智能高压设备
智能高压设备由高压设备、传感器/控制器、智能组件三部分组成， 智能组件通过传感器/控制器与高压设备连接，可以实现测量控制、计量检测和保护等功能。其技术特征体现在数字化测量、网络化控制、可视化状态检测、功能的一体化以及信息交互等方面。智能高压设备的使用，使离线检测变为在线监测，智能高压设备可以实时完成对自身运行状态的检验， 一旦出现异常和故障，将立即报警。
3.2一体化信息平台
常规的变电站自动化系统中，存在多种不同的相互独立的系统。要想实现不同系统之间的互联和信息交换，需要在两个产品之间进行外部协议的转换和信息模型转换。因此，在智能变电站站控层构建一个集稳态、暂态、动态和状态信息为一体的，遵循IEC61850 标准统一建模的一体化信息平台，对于变电站实现“应用无缝集成、信息高度共享、功能灵活配置”的目标，具有非常重要的意义。智能变电站信息数据包括一次设备状态监测数据、二次设备状态可视化数据、智能辅助系统状态数据、测控及保护数据、故障录波数据等。
3.3辅助系统智能化
实现视频监视、安防系统、环境监视系统智能化，全站电源一体化设计，并将辅助系统告警信号、测量数据通过站内智能接口机转换为标准模型数据后，接入一体化信息平台，视频监控可与站内监控系统在设备操作、事故处理时给予GOOSE信息协同联动。
4运行维护分析
4.1修试工作
智能变电站的操作智能化，主要体现在设备操作智能化，新型高压断路器二次系统是采用微机、电力电子技术和新型传感器构造。因此将来智能开关的修试工作如交流耐压试验、绝缘电阻的测量等必须考虑到这些精密二次设备的存在，稍有不慎很可能造成设备损坏。而且评价开关的好坏不仅由传统的绝缘试验和机械试验参数决定，还要考虑其中二次设备的控制、监视、数据传输速率和正确性等指标。
目前智能变电站中数字化一次设备能够形成产品的主要是电子式互感器，其工作原理与传统互感器有很大的差别，主要分为罗氏原理电子式互感器和纯光学电子式互感器两类。基于此，电子互感器的修试工作如绕组直流电阻测量、极性检查、校核励磁特性曲线、误差试验等试验的方法和实验设备与传统互感器完全不同，有些试验项目已经不存在，另外还要再添加一些实验项目。
4.2继保校验
智能变电站继电保护装置中，EVT和ECT可直接输出数字量信号，而变电站中的开关量信号也直接变为数字化开关量信号。这一特点决定了传统的输出电压、电流等模拟信号量的继电保护测试装置无法完成对采集数字信号量的数字化保护装置的测试工作，需要采用数字化测试装置完成智能变电站继电保护装置的检测工作。
对于安装于智能变电站的完全采用IEC61850 标准的继电保护装置，试验仪可以通过以太网接口，按一定的采样间隔持续向保护提供符合IEC61850－9－2标准的数字化模拟量，送出相当于智能高压设备及合并单元输出的数字化模拟量信息给继电保护，以此来校验保护装置的性能，这点在今后的保护工作中尤为重要，需要进一步研究与探索。
4.3运行监视与故障分析
开关设备和二次设备之间有开关位置信号、开关控制信号等信息需要传输，在传统变电站中，这些信息均是以模拟方式通过控制电缆进行传输，所以形成了变电站内电缆沟、电缆层中庞大的二次电缆群。这些电缆中的故障很可能造成站内五遥出错，更严重的可能引起保护误动或者拒动。在智能变电站中，过程层与间隔层之间、间隔层与变电站层之间都是通过光纤以太网相连接，网络可以很方便地以问答的方式进行自我检测，及时发现故障，极大地增强了变电站运行的可靠性。
目前，新型传感器和微机相配合，连续自我检测和监视开关设备的一次和二次系统，在缺陷变为故障之前发出报警信号，为状态检修提供参考，这就要求运行人员能够辨别所有的报警信号，运行人员对后台的信息处理也会变得复杂，大大增加了故障分析处理的难度，所有这些对于运行人员将是一个新的考验。因此对智能变电站的各项试验建立相对应的标准规范，通过积累经验为试验结果提供相应的判断依据，将是今后重要的研究课题。
5结束语
智能电网是未来电网的发展趋势， 而智能化变电站作为智能电网的重要组成部分，本文对智能化变电站技术特点进行介绍，深入分析探讨了智能变电站的运行维护，作为运行单位必须加强新知识的培训，加快对新设备、新技术的消化和吸收，才能适应今后智能电网的发展。
参考文献
[1] 陈宏. 智能变电站培训教材[M]. 北京: 中国电力出版社,2010.
[2] 刘娇,刘斯佳,王刚.智能变电站建设方案的研究[J].华东电力, 2010,38(7): 0974-0977.
[3] 高翔.数字化变电站应用技术[M].北京:中国电力出版社, 2008.
[4] 陈树勇,宋书芳.智能电网技术综述[J].电网技术,2009,33(8): 1-7.
[5] 徐晓蕾，徐萍，陈文升，等．蒙自智能变电站技术方案研究及实现[J]．华东电力，2010(4)：510-513．
[6]庞红梅，李淮海，张志鑫，等．110 kV 智能变电站技术研究状况[J].电力系统保护与控制，2010(6)：146-150．
作者简介：
李旭光（1984-）男 河北石家庄人，硕士研究生，工程师 现供职于国网天津城西供电公司
【关键词】 智能变电站 技术特点 运行维护
中图分类号：TM63文献标识码： A
1引言
当前我国正在开展智能电网的研究和建设工作，国内已新建或改造了数座示范性智能变电站。在智能电网中，智能变电站将起到变换和分配电能的核心作用。作为智能电网的核心，智能变电站对电网运行及设备管理提出了新的要求。本文针对智能变电站及其技术特点进行了分析，在此基础上从运行方式和设备管理两个方面进行了探索性研究。
2智能变电站及其定义
智能变电站是指通过依靠可靠、先进和环保的智能组件来实现变电站内信息的标准化和网络化，对全站进行全自动化配置以完成测量、监测、控制等基本功能，并能够与智能电网中其他组件配合实现电网的自动控制和实时调节，主动完成在线分析等高级应用功能。智能变电站的建设完成了电力系统中调度与设备运行信息的互动和共享，有助于实现系统内设备的全寿命周期的优化管理，为实现智能电网全网统一数据采集、信息共享及智能控制奠定了基础。
3智能变电站的技术特点
智能化變电站的技术特点是通过采用先进的电子式传感器、电子、信息、通信、控制、人工智能等技术，以智能化的一次设备和统一的信息平台为基础，实现变电站的实时全景监测、自动运行控制等功能。
3.1智能高压设备
智能高压设备由高压设备、传感器/控制器、智能组件三部分组成， 智能组件通过传感器/控制器与高压设备连接，可以实现测量控制、计量检测和保护等功能。其技术特征体现在数字化测量、网络化控制、可视化状态检测、功能的一体化以及信息交互等方面。智能高压设备的使用，使离线检测变为在线监测，智能高压设备可以实时完成对自身运行状态的检验， 一旦出现异常和故障，将立即报警。
3.2一体化信息平台
常规的变电站自动化系统中，存在多种不同的相互独立的系统。要想实现不同系统之间的互联和信息交换，需要在两个产品之间进行外部协议的转换和信息模型转换。因此，在智能变电站站控层构建一个集稳态、暂态、动态和状态信息为一体的，遵循IEC61850 标准统一建模的一体化信息平台，对于变电站实现“应用无缝集成、信息高度共享、功能灵活配置”的目标，具有非常重要的意义。智能变电站信息数据包括一次设备状态监测数据、二次设备状态可视化数据、智能辅助系统状态数据、测控及保护数据、故障录波数据等。
3.3辅助系统智能化
实现视频监视、安防系统、环境监视系统智能化，全站电源一体化设计，并将辅助系统告警信号、测量数据通过站内智能接口机转换为标准模型数据后，接入一体化信息平台，视频监控可与站内监控系统在设备操作、事故处理时给予GOOSE信息协同联动。
4运行维护分析
4.1修试工作
智能变电站的操作智能化，主要体现在设备操作智能化，新型高压断路器二次系统是采用微机、电力电子技术和新型传感器构造。因此将来智能开关的修试工作如交流耐压试验、绝缘电阻的测量等必须考虑到这些精密二次设备的存在，稍有不慎很可能造成设备损坏。而且评价开关的好坏不仅由传统的绝缘试验和机械试验参数决定，还要考虑其中二次设备的控制、监视、数据传输速率和正确性等指标。
目前智能变电站中数字化一次设备能够形成产品的主要是电子式互感器，其工作原理与传统互感器有很大的差别，主要分为罗氏原理电子式互感器和纯光学电子式互感器两类。基于此，电子互感器的修试工作如绕组直流电阻测量、极性检查、校核励磁特性曲线、误差试验等试验的方法和实验设备与传统互感器完全不同，有些试验项目已经不存在，另外还要再添加一些实验项目。
4.2继保校验
智能变电站继电保护装置中，EVT和ECT可直接输出数字量信号，而变电站中的开关量信号也直接变为数字化开关量信号。这一特点决定了传统的输出电压、电流等模拟信号量的继电保护测试装置无法完成对采集数字信号量的数字化保护装置的测试工作，需要采用数字化测试装置完成智能变电站继电保护装置的检测工作。
对于安装于智能变电站的完全采用IEC61850 标准的继电保护装置，试验仪可以通过以太网接口，按一定的采样间隔持续向保护提供符合IEC61850－9－2标准的数字化模拟量，送出相当于智能高压设备及合并单元输出的数字化模拟量信息给继电保护，以此来校验保护装置的性能，这点在今后的保护工作中尤为重要，需要进一步研究与探索。
4.3运行监视与故障分析
开关设备和二次设备之间有开关位置信号、开关控制信号等信息需要传输，在传统变电站中，这些信息均是以模拟方式通过控制电缆进行传输，所以形成了变电站内电缆沟、电缆层中庞大的二次电缆群。这些电缆中的故障很可能造成站内五遥出错，更严重的可能引起保护误动或者拒动。在智能变电站中，过程层与间隔层之间、间隔层与变电站层之间都是通过光纤以太网相连接，网络可以很方便地以问答的方式进行自我检测，及时发现故障，极大地增强了变电站运行的可靠性。
目前，新型传感器和微机相配合，连续自我检测和监视开关设备的一次和二次系统，在缺陷变为故障之前发出报警信号，为状态检修提供参考，这就要求运行人员能够辨别所有的报警信号，运行人员对后台的信息处理也会变得复杂，大大增加了故障分析处理的难度，所有这些对于运行人员将是一个新的考验。因此对智能变电站的各项试验建立相对应的标准规范，通过积累经验为试验结果提供相应的判断依据，将是今后重要的研究课题。
5结束语
智能电网是未来电网的发展趋势， 而智能化变电站作为智能电网的重要组成部分，本文对智能化变电站技术特点进行介绍，深入分析探讨了智能变电站的运行维护，作为运行单位必须加强新知识的培训，加快对新设备、新技术的消化和吸收，才能适应今后智能电网的发展。
参考文献
[1] 陈宏. 智能变电站培训教材[M]. 北京: 中国电力出版社,2010.
[2] 刘娇,刘斯佳,王刚.智能变电站建设方案的研究[J].华东电力, 2010,38(7): 0974-0977.
[3] 高翔.数字化变电站应用技术[M].北京:中国电力出版社, 2008.
[4] 陈树勇,宋书芳.智能电网技术综述[J].电网技术,2009,33(8): 1-7.
[5] 徐晓蕾，徐萍，陈文升，等．蒙自智能变电站技术方案研究及实现[J]．华东电力，2010(4)：510-513．
[6]庞红梅，李淮海，张志鑫，等．110 kV 智能变电站技术研究状况[J].电力系统保护与控制，2010(6)：146-150．
作者简介：
李旭光（1984-）男 河北石家庄人，硕士研究生，工程师 现供职于国网天津城西供电公司