智能電網(wǎng)的內(nèi)涵與特征

摘要：智能化變電站可認為是采用先進、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能的變電站。

前言

變電站是電網(wǎng)輸配的重要節(jié)點，是連接發(fā)電、輸電和配電等環(huán)節(jié)的紐帶，具有至關(guān)重要的作用。變電站涵蓋了大量的電力系統(tǒng)一次及二次設(shè)備，是形成電力系統(tǒng)堅強網(wǎng)架的基礎(chǔ)，因此，建設(shè)智能電網(wǎng)須要加強智能變電站的建設(shè)，智能變電站的建設(shè)應(yīng)以先進的信息化、自動化技術(shù)為基礎(chǔ)，靈活、高效、可靠地滿足發(fā)電、輸電、配電對電網(wǎng)提出的各種變化要求，實現(xiàn)提高電網(wǎng)安全性、可靠性、靈活性和資源優(yōu)化配置水平的目標。但由于智能變電站的發(fā)展剛剛起步，國家相關(guān)標準規(guī)范尚處于統(tǒng)一制定階段，要實現(xiàn)智能變電站的建設(shè)目標，全面提升變電站智能化水平、完善智能設(shè)備的自診斷能力，需要對其關(guān)鍵技術(shù)進行深入的研究。

一、智能電網(wǎng)的概念

在2005年，埃貝爾發(fā)明了一種利用群體行為原理使大樓電器相互協(xié)調(diào)的技術(shù)和一種無線控制器，智能電網(wǎng)由此時開始出現(xiàn)。智能電網(wǎng)又稱“未來電網(wǎng)”，它不是一件事或物，而是將先進的一些技術(shù)以及電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施集成的一種新型現(xiàn)代化電網(wǎng)，具有“更可靠、安全經(jīng)濟、高效、更環(huán)境友好”的特點，其關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域涉及較廣，具體有傳感量測技術(shù)、分析決策技術(shù)、制動控制技術(shù)、計算機技術(shù)等等。要想清晰認識智能電網(wǎng)，需要從其概念、內(nèi)涵特征、關(guān)鍵技術(shù)、智能化等各方面進行分析。

二、智能電網(wǎng)的內(nèi)涵與特征

基于市場、環(huán)境、安全等各方面的因素，智能電網(wǎng)具有8個特點：自愈、兼容、交互、協(xié)調(diào)、高效、優(yōu)質(zhì)、集成、綠色。其中自愈是指在電力供應(yīng)方面，智能電網(wǎng)能夠不斷發(fā)現(xiàn)存在或潛在的問題，然后糾正或控制，最終保證供電質(zhì)量，可靠、安全、高效，是較為突出的特征。交互是指“交互式”，為了能達到雙方相互適應(yīng)，智能電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)“雙向交流、雙向通信”，用戶根據(jù)實際情況于被提供的信息中指定符合自己需求的方案。智能電網(wǎng)應(yīng)用了許多先進技術(shù)與監(jiān)控技術(shù)，能夠更好地降低成本和增加效益，實現(xiàn)高效?！熬G色”是另一突出的特征，智能電網(wǎng)通過利用綠色能源、潔凈能源、再生能源，降低環(huán)境污染，緩解能源消耗巨大的問題，同時能緩解地區(qū)能源供給不平衡問題。

除此之外，智能電網(wǎng)更適應(yīng)計算機和自動化生產(chǎn)要求，并且能夠支持地方性革新和全國性交易。

三、建設(shè)原則

3.1充分體現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計理念

3.11一次設(shè)備智能化和二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化。

3.12使變電站的整體設(shè)計、建設(shè)、運行成本降低。

3.2一次設(shè)備智能化主要體現(xiàn)在電子式互感器和智能斷路器的應(yīng)用。

3.21有效地減少變電站占地面積和電磁式CT飽和問題。

3.22應(yīng)用合并器解決數(shù)據(jù)采集設(shè)備重復(fù)投資問題。

3.23利用網(wǎng)絡(luò)替代二次電纜，有效解決二次電纜交直流串擾問題，并簡化了施工。

3.24敞開式斷路器：滅弧能量I2t監(jiān)測、隔離刀閘測溫、在線五防聯(lián)鎖。

3.25主變狀態(tài)監(jiān)測

3.3二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化主要體現(xiàn)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的三層兩網(wǎng)。

3.31站控層、間隔層、過程層。

3.32站控層和間隔層以基于IEC61850標準的互聯(lián)互操作為重心，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

3.33過程層以可靠性和穩(wěn)定性為首要設(shè)計原則。

3.4高級應(yīng)用：集約化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的自動化功能。

3.41保護測控集成優(yōu)化。

3.42在線式一體化五防。

3.43程序化控制與系統(tǒng)聯(lián)鎖。

3.44設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及檢修

3.45事故異常專家分析系統(tǒng)

3.46智能檢測及控制(物聯(lián)網(wǎng))

3.47無人巡視支撐平臺

四、智能變電站技術(shù)原則

4.1智能變電站智能設(shè)備

4.11具有信息數(shù)字化、功能集成化、結(jié)構(gòu)緊湊化、狀態(tài)可視化等主要技術(shù)特征。

4.12符合易擴展、易升級、易改造、易維護的工業(yè)化應(yīng)用要求。

4.2智能變電站的設(shè)計及建設(shè)。

4.21應(yīng)按照DL/T1092三道防線要求。

4.22滿足DL/T755三級安全穩(wěn)定標準。

4.23滿足GB/T14285繼電保護選擇性速動性、靈敏性、可靠性的要求。

4.3智能變電站的測量、控制、保護等裝置應(yīng)滿足GB/T14285、DL/T769、DL/T478、GB/T

13729的相關(guān)要求，后臺監(jiān)控功能應(yīng)參考DL/T5149的相關(guān)要求。

4.4智能變電站的通信網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)應(yīng)符合DL/T860標準。

五、智能變電站在當今電網(wǎng)生存的優(yōu)勢

智能變電站是智能電網(wǎng)的重要內(nèi)容，變電領(lǐng)域的發(fā)展重點是智能變電站，智能變電站對智能電網(wǎng)的建設(shè)將起到先驅(qū)作用。

智能變電站的主要優(yōu)勢：

?光纖代替電纜，設(shè)計安裝調(diào)試都變得簡單

?模擬量輸入回路和開關(guān)量輸入輸出回路都被通信網(wǎng)絡(luò)所取代，二次設(shè)備硬件系統(tǒng)大為簡化

?統(tǒng)一的信息模型，避免了規(guī)約轉(zhuǎn)換，信息可以充分共享

?可觀測性和可控性增強，產(chǎn)生新型應(yīng)用：如狀態(tài)監(jiān)測、站域保護控制

主要體現(xiàn)在以下幾個方面：引進了電子式互感器、合并單元智能終端、交換機等新裝置;采用了IEC61850標準、IEEE1588新標;其中繼電保護系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)新體系結(jié);同時研發(fā)了一些新功能。

而智能變電站本質(zhì)優(yōu)點主要體現(xiàn)在：過程設(shè)備數(shù)字化，主要為電子式互感器/合并單、智能終;信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)化，主要為IEC61850標及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。

六、結(jié)束語

變電設(shè)備智能狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)還處于發(fā)展起步階段，根據(jù)其現(xiàn)狀及特點，提出以下建議：

(1)將成熟的監(jiān)測技術(shù)引入電網(wǎng)一次設(shè)備，提高智能一次設(shè)備的監(jiān)測有效性和準確性。智能一次設(shè)備已成為明確的發(fā)展方向，只有進一步提高智能一次設(shè)備實用性，才能保證其良性發(fā)展。

(2)促進智能一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)與傳統(tǒng)二次技術(shù)的融合，真正實現(xiàn)測、計、控、檢、保五大功能與一體，其信息共享暢通、功能融合良好、運行操作可靠。

(3)進一步開發(fā)智能一次設(shè)備的綜合分析系統(tǒng)，實現(xiàn)狀態(tài)評價、壽命預(yù)估、故障診斷的高級應(yīng)用功能。使得智能組件的設(shè)備狀態(tài)綜合評價結(jié)果與專業(yè)技術(shù)人員的評價結(jié)果基本一致，智能化水平明顯提升。

(4)加強智能設(shè)備入網(wǎng)的檢測、檢定工作。智能設(shè)備尚處于發(fā)展階段，產(chǎn)品不成熟，只有建立健全入網(wǎng)檢測、檢定工作，將該工作體系化、常態(tài)化、標準化、專業(yè)化，才能保證產(chǎn)品質(zhì)量，切實提高一次設(shè)備智能化水平。