摘 要：變電站是改變電壓，將電能輸送給用戶的場所，在電力系統(tǒng)中占據(jù)非常重要的位置。智能化為智能電網(wǎng)奠定了發(fā)展的基礎，文章分析了其發(fā)展現(xiàn)狀以及形勢進行了分析。

關鍵詞：職能變電站；二次保護設備；發(fā)展現(xiàn)狀

國家對智能電網(wǎng)的建設十分重視，通過全面建設，國家的電網(wǎng)公司已經(jīng)對很多變電站進行了智能化改造，在2011-2015年期間，新建立的智能變電站就多達五千余座，并對超一千座變電站進行了智能化改造。

1 變電站發(fā)展的幾個階段

變電站擔負著眾多功能，其發(fā)展經(jīng)過了以下幾個階段：

1.1 傳統(tǒng)變電站

在上世紀的八十年代之前變電站使用晶體管、基層電路作為主要保護設備，在對二次設備進行保護設定時依然采用的是傳統(tǒng)的方法，設備在運行時里面各部分之間都獨立進行運轉的。隨著微處理器出現(xiàn)和應用，通信技術的發(fā)展日新月異，這些都為運動裝置奠定了技術的發(fā)展基礎，讓運動裝置的發(fā)展更上一個階梯，傳統(tǒng)的變電站也進行了更新，新加入了幾項功能，分別是“遙測”、“遙信”、“遙控”以及“遙調”。

1.2 綜合自動化變電站

微機保護技術是1990在得到了快速的發(fā)展，被廣泛地運用到變電站中，科技的快速發(fā)展，計算機技術、網(wǎng)絡技術的崛起，通信技術也得到了質的飛躍，同時也帶動了變電站的發(fā)展，實現(xiàn)了自動化，得到很好發(fā)展。上述集中技術的發(fā)展以及信息處理技術都被廣泛的運用，為變電站發(fā)展帶來了非常大的便利，通過這些技術管理二次設備，逐漸優(yōu)化和完善二次設備的功能，對各功能進行科學的重新組合、升級設計，逐漸發(fā)展演變成一個綜合自動化系統(tǒng)，這一系統(tǒng)可以實時掌握變電站內的具體情況，實現(xiàn)監(jiān)控、測量以及協(xié)調設備的運行的功能。其也有不同的三種發(fā)展階段，包括集中式、分散式以及分散分層式發(fā)展階段，經(jīng)歷這些，也讓站內的設計不斷地得到優(yōu)化和升級，讓其更趨于完善，增強運行的可靠性，可以實現(xiàn)無人值班的管理模式，對變電站的管理實現(xiàn)自動化。

1.3 數(shù)字化變電站

這是由數(shù)字化技術發(fā)展而來的，IEC 61850也在我國被廣泛的應用，也出現(xiàn)了此標準的數(shù)字化變電站。數(shù)字化變電站將變電站內的所有信息實行數(shù)字化，通過網(wǎng)絡為載體，搭建通信平臺、并實現(xiàn)信息的共享功能、實現(xiàn)高級的應用間的相互互動，這些都是其重要的特點。通過對過程層設備進行數(shù)字化，實現(xiàn)信息的網(wǎng)絡化，將斷路器變更為智能的，對于變電內設備的檢修也更改了管理的模式，從定期地對設備進行檢修，改變成將設備的狀態(tài)作為主要的檢修內容。

1.4 智能變電站

上一種在對信息的處理技術上得到了很大的發(fā)展，實現(xiàn)了數(shù)字采集和網(wǎng)絡化相交互，雖然成就較大，但是還不足以滿足智能電網(wǎng)發(fā)展的需求，我國的電網(wǎng)公司也以建設智能變電站為發(fā)展的目標，通過先進、環(huán)保等優(yōu)良的設備進行組合，使用網(wǎng)絡為載體進行信息的輸送，通過數(shù)字化、網(wǎng)絡化以及信息的共享作為智能變電站發(fā)展的要求，自動對變電站內的信息進行采集和監(jiān)控等多項功能，智能變電站內電網(wǎng)實現(xiàn)自動化，能夠實現(xiàn)一些高級功能。站內氛圍設備層和系統(tǒng)層兩個層級。

2 從評價指標看智能化設備

我國的電網(wǎng)公司對建成的試點變電站進行了評估，并推出了相關的細則，對一些技術性的評價指標進行了規(guī)定。

2.1 基礎功能完備性

評價指標中包括內容較多，有一次設備智能化、對電流電壓采用數(shù)字化的方式進行采集、站控層信息一體化集成度、二次系統(tǒng)網(wǎng)絡化接入及對系統(tǒng)網(wǎng)絡的記錄進行分析、一體化電源系統(tǒng)以及對通信和信息的安全進行防護的體系等。

2.2 技術先進性

技術的先進性表現(xiàn)在多個方面，其中順控操作要求操作中的監(jiān)控系統(tǒng)要配備站控層順序控制這一功能，并且要加強和上級的調動的聯(lián)系，二者能夠進行有效的互動[1]。設備的可視化操作對一次設備的運行狀態(tài)的信息采集，能夠以可視化的方式進行展示以及發(fā)送到上一級的系統(tǒng)，供上級進行檢查。智能告警就是將所有可能會發(fā)生的信息進行整合，建立出能夠及時進行預警的邏輯和推理模型，可以將搜集到的設備運行信息進行科學的管理，對它們進行分類，有效地過濾掉不必要的信息，有效處理這些信息，掌握智能變電站內設備的運行情況，能夠及時地對出現(xiàn)的情況進行處理，自動將情況報告到主站，并等待具體的處理方法，滿足主站的不同需求，為其準備分層分類的有效告警信息。支持經(jīng)濟運行與優(yōu)化控制功能，站內實現(xiàn)了對設備運行超負荷的智能化控制負、智能的無功優(yōu)化等與上級調度、用戶之間實現(xiàn)互動。最后一種功能，其包括對繼電綜合信息進行展示、保護動作信息展事故情況下能夠及時地分析和判斷出原因并進行智能提示。變電站輔助系統(tǒng)綜合運行與監(jiān)視功能就是對變電站內的運行情況進行視頻監(jiān)控、火災自動報警、照明系統(tǒng)、安防系統(tǒng)綜合運行和監(jiān)視能力。

3 信息一體化平臺以及高級應用分析

3.1 信息一體化平臺

其在站內的實時監(jiān)控SCADA子系統(tǒng)中占據(jù)著非常重要的地位，其中還包括一些電能量子系統(tǒng)、視頻安防等其他輔助性的子系統(tǒng)等等，通過對系統(tǒng)中所有數(shù)據(jù)實現(xiàn)統(tǒng)一的接入、儲存，以及處理等等操作，實現(xiàn)同一標準的規(guī)范化管理，通過搭建數(shù)據(jù)處理平臺，這樣能夠切實有效地對遠方的系統(tǒng)提供相對應的數(shù)據(jù)支持。

信息一體化平臺有其自身獨有的特點，信息一體化平臺能夠將各個子系統(tǒng)當中的數(shù)據(jù)源，經(jīng)過間隔層的統(tǒng)一采集，切實有效地投入到平臺自動化的系統(tǒng)當中，而其他一些相對來說比較高級的應用可以切實有效的配制到子站的控制器當中，最大限度地保證其自身的合理運行和應用[2]。其次，信息一體化平臺利用的是統(tǒng)一性的建模思想以及通信服務，主要是為了能夠切實有效地將保護、測控以及通信等一系列的緩解進行詳細的數(shù)據(jù)記錄，這樣能夠通過通信服務來接入平臺當中，從而實現(xiàn)統(tǒng)一性的管理，這樣能夠從根本上實現(xiàn)變電站和主站之間的相互協(xié)作和相互統(tǒng)一、相互支撐。

3.2 高級應用

3.2.1 智能開票。在實際的操作過程中，能夠切實有效地實行自動推理開票的現(xiàn)象，其中包括四種模式的開票方式，在實際的開票過程中，運行人員可以根據(jù)實際的情況，選擇適合自己的開票方式，系統(tǒng)能夠與規(guī)則庫實行切實有效的匹配，可以有效地智能生成適用于運行人員的類型票。

3.2.2 一鍵式順序控制。通過智能巡視機器人來進行操作，可以實現(xiàn)其控制與視頻系統(tǒng)進行完美的結合，而在實操中，如果有設備是一次性，視頻系統(tǒng)就會通過圖像識別技術能夠準確地判斷出不同設備的不同情況，從而開啟自動確認的模式，這樣不僅能夠有效地實行順序控制，而且能夠有效地提高工作效率。

3.2.3 智能警告與故障綜合分析。在變電站的實際操作運行過程中，難免會出現(xiàn)一些事故問題，所以智能警告信息處理模型是一種必不可少的存在，智能告警的模型建立不僅能夠有效地實現(xiàn)告警信息的預處理系統(tǒng)，而且能夠切實有效地建立專門的故障處理知識庫，方便日后對數(shù)據(jù)的搜集和分析。而智能警告系統(tǒng)報出的一系列信息、故障的簡單報表等等，都能夠直接對變電站的實際運行情況進行統(tǒng)計和分析，而機器人和告警系統(tǒng)的相結合，能夠開發(fā)智能告警人機顯示界面，可以對信息進行分層管理，而且能夠提高故障診斷的準確性，使得定位更加的準確，方便及時地了解故障發(fā)生點，對其進行切實有效的解決，保證變電站的日常安全運行[3]。

3.2.4 變電站圖模一體化。變電站模型與主站調度模型二者是有聯(lián)系的，因此在建立模型的時候就需要注意它們之間的映射關系，可以有效地實現(xiàn)子站端對于數(shù)據(jù)模型的維護和圖形畫面的維護，在這種形勢下，導入進調度中心，能夠在各種自動化的系統(tǒng)當中切實有效的使用，從而有效地提高工作效率，減少維護工作量，有效地保證各子站和主站系統(tǒng)模型和數(shù)據(jù)是完全統(tǒng)一的。

3.3 智能巡視系統(tǒng)

智能巡視系統(tǒng)主要是利用機器人來進行變電站的巡檢工作，并且與固定的攝象頭之間進行相互的配合，不僅能夠有效地代替人為勞動力，而且能夠保證巡檢的數(shù)據(jù)準確性，而利用機器人智能巡視系統(tǒng)，不僅能夠對設備進行詳細的巡視，而且能夠對紅外線的溫度測量以及設備狀態(tài)的確認等都準確無誤的進行，從而可以將巡視的結論展示到后臺，并進行告警。在實際的應用中，加入定位技術、多角度云臺預置技術等的應用，可以有效地滿足站內對所有類型設備的實際巡視需求，從根本上完善當前的巡視系統(tǒng)[4]。

3.4 輔助設備智能化

3.4.1 智能接地線管理系統(tǒng)。通過使用這一系統(tǒng)，可以保證對接地線實現(xiàn)整體存取的效果，在此基礎上對其實行科學有效的管理，在當前的微機防務誤閉鎖系統(tǒng)當中加入對其的使用，能夠從根本上對其進行管理，并且減少故障的發(fā)生率。

3.4.2 緊急解鎖鑰匙智能管理系統(tǒng)。如歸對其進行科學合理的應用，就可以達成多種形式的防誤鎖具，實現(xiàn)對鎖具的的智能化管理，可以有效避免拿錯鑰匙的問題，避免因此而造成嚴重的事故，從根本上實施一對一的設備解鎖，避免拿錯鑰匙、用錯鑰匙，對鑰匙的使用進行切實有效的管理和控制。

3.4.3 站內智能組件柜智能化改造。需要對智能組件柜進行智能化改造，從根本上對其進行改造，在站內智能組件柜當中加入熱交換器智能調節(jié)柜，這樣能夠切實有效地對柜內的溫度以及濕度根據(jù)實際情況進行調節(jié)。

3.4.4 站內輔助系統(tǒng)智能化改造。這一改造，目的是對一次設備進行操作聯(lián)動，系統(tǒng)中還有視頻的監(jiān)視、移動定位以及門禁等，加強安全防護的設備進行管理和聯(lián)動，對設備的實際應用情況進行監(jiān)視的同時，能夠實現(xiàn)遠距離控制[5]。

3.4.5 光伏發(fā)電和綠色照明。在具體操作中，通過安裝太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，保證其正常的運行，是輸出交流380伏的電來控制其實際的運行狀態(tài)，而如果遇到緊急情況，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)可以通過控制器輸出直流110伏的電來對直流系統(tǒng)進行充電作用，不僅能夠有效地改造照明系統(tǒng)，而且能夠實現(xiàn)直流系統(tǒng)的應急備用功能，完成這一目標。

4 超導變電站

在當前科學技術發(fā)展越來越快的影響下，超導技術的應用越來越廣泛，其是智能電網(wǎng)中非?；A和重要的一項技術，在以后的電網(wǎng)整體發(fā)展過程中，超導技術不僅會大規(guī)模的被使用，而且會成為主要發(fā)展趨勢[6]。而我國對于超導變電站的研究已經(jīng)逐漸的取得了一定的成效，我國的白銀超導變電站是世界首座超導變電站，其自身的影響力不容小覷，其匯集了我國在這方面最新的研究成果，包括在國際上一流的技術成果，白銀超導變電站中包括了很多方面，其中有超導儲能系統(tǒng)、超導限流器、超導變壓器等等，這些裝置不僅有超強的耐高溫特制，而且能夠相互作用、相互結合，與電網(wǎng)的實際負荷進行有效的連接，從而保證變電站的正常安全運行。

5 結束語

綜上所述，在當前我國科學技術不斷發(fā)展的影響下，變電站的智能化已經(jīng)成為主要的發(fā)展趨勢，特別是在當前科技網(wǎng)絡廣泛應用的前提下，對其的實現(xiàn)益處很多，可以完成對我國當前的電網(wǎng)改造、也為相關的設計以及設備等提供了一定的發(fā)展機遇，而且建立完善的站內技術體系結構，可以實現(xiàn)對變電站整體設備體系的優(yōu)化和升級，而且能夠推動我國智能化變電站的長期穩(wěn)定發(fā)展。雖然智能化變電站的實際應用和發(fā)展過程中，仍然有很多需要深入研究的問題，但是在技術不斷成熟和創(chuàng)新的影響下，智能化變電站的發(fā)展水平會越來越高。

參考文獻

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[2]中國電力科學研究院智能變電站相關項目通過驗收[J].低壓電器，2011（14）.

[3]我國成為世界智能變電站技術的引領者[J].電站輔機，2011（02）.

[4]鐘旭.數(shù)字化變電站仿真系統(tǒng)設計及實現(xiàn)[J].電氣時代，2011（07）.

[5]周和.智能變電站的設計及其應用[D].華北電力大學（北京），2011.

[6]韓琪.數(shù)字化變電站應用及智能變電站發(fā)展趨勢研究[D].山東大學，2011.

作者簡介：潘翔（1976-），男，河南信陽人，本科，工程師。