變電站自動化改造的重要性與挑戰(zhàn)

變電站綜合自動化改造是一項涉及技術(shù)、安全、人員適應(yīng)等多方面的系統(tǒng)工程，技術(shù)升級的挑戰(zhàn)尤為突出，自動化系統(tǒng)通常涉及復(fù)雜的硬件、軟件整合，包括數(shù)據(jù)采集、處理、分析等環(huán)節(jié)，這要求工作人員具備較高的技術(shù)水平，在改造過程中，可能需要對現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行升級或替換，這不僅增加了成本，還可能對正常供電造成影響。

針對這種需求，上海聚仁電力可提供整套的系統(tǒng)解決方案，該變電站自動化系統(tǒng)實現(xiàn)了對變電站主要設(shè)備、輸電線路的自動檢測、控制、測量、保護(hù)和各部分綜合通信等功能，通過計算機對各種設(shè)備進(jìn)行操作和監(jiān)管，利用通信技術(shù)將變電站系統(tǒng)之間結(jié)構(gòu)分布分層化，提高了變電站的運行效率和安全性。

變電站綜合自動化在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，顯著提高了變電站的運行安全穩(wěn)定性，降低了運行維護(hù)成本，同時增加了經(jīng)濟(jì)效益，并為用戶提供高質(zhì)量的電能，變電站綜合自動化技術(shù)通過實時監(jiān)測和控制變電站的各種運行參數(shù)，實現(xiàn)了對變電站設(shè)備的全面監(jiān)控和管理。

變電站綜合自動化是指利用計算機技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號處理技術(shù)，對變電站的主要設(shè)備和輸配電線路的自動監(jiān)視、測量、控制和微機保護(hù)，以及與調(diào)度通信等綜合性的自動化功能。

智能變電站的理念與特點

智能變電站的理念是運用先進(jìn)的信息、通信和控制技術(shù)，提升變電站的自動化水平、運行效率及安全性，實現(xiàn)電網(wǎng)的智能化管理和優(yōu)化運行。

智能化變電站采用的是先進(jìn)、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(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，這些設(shè)備能夠自動完成信息采集、測量、控制、保護(hù)、計量和監(jiān)控等基本功能。

智能變電站體現(xiàn)了人性化的設(shè)計理念，能夠根據(jù)用電負(fù)荷的變化自動調(diào)整電力輸出，實現(xiàn)能源的高效利用，相比之下，傳統(tǒng)變電箱主要功能包括電壓調(diào)整、潮流控制以及輸配電線路和主要電工設(shè)備的保護(hù)。

智能化的一次設(shè)備：在數(shù)字化變電站中，傳統(tǒng)的一次設(shè)備被重新設(shè)計，采用了采樣微處理器和光電技術(shù)，電子式互感器取代了傳統(tǒng)的互感器，智能化開關(guān)能夠直接實現(xiàn)信號的采集和控制命令的執(zhí)行，從而簡化了機電式繼電器和控制回路的結(jié)構(gòu)。

智能變電站是采用現(xiàn)代計算機技術(shù)與普通變電站設(shè)備的結(jié)合產(chǎn)物，他覆蓋普通變電站的所有功能，加上計算機技術(shù)可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程操控，數(shù)據(jù)傳送，實時的智能故障診斷，可以根據(jù)專用軟件程序?qū)崿F(xiàn)部分故障的診斷和自動故障處理。

智能變電的發(fā)展目標(biāo)

智能電網(wǎng)作為未來電網(wǎng)的發(fā)展方向，滲透到發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度、通信信息各個環(huán)節(jié)，在上述這些環(huán)節(jié)中，智能變電站無疑是最核心的一環(huán)，智能變電站由數(shù)字化變電站演變而來，經(jīng)過多年的發(fā)展，技術(shù)已經(jīng)日臻完善，達(dá)到了可以大規(guī)模進(jìn)行推廣的條件。

電能監(jiān)測：智能配電可實時監(jiān)測運行狀態(tài)，測量、掌握用電設(shè)備的使用量、功率等信息，及時發(fā)現(xiàn)異常情況，電力控制：強大的控制功能可對用電設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操作、計劃控制等，實時調(diào)整用電設(shè)備的功率、提高設(shè)備的運行效率。

國家電網(wǎng)公司正在全面建設(shè)堅強的智能電網(wǎng)，即建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強電網(wǎng)，并實現(xiàn)電網(wǎng)的信息化、數(shù)字化、自動化、互動化，在供電安全、可靠和優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步實現(xiàn)清潔、高效、互動的目標(biāo)。

變電站的發(fā)展歷程

數(shù)字化變電站發(fā)展歷程分以下四個階段：常規(guī)變電站，變電站遠(yuǎn)動技術(shù)就是早期的自動化技術(shù)，80年代中期出現(xiàn)的RTU，綜合自動化變電站，隨著微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，90年代中后期變電站綜合自動化技術(shù)得到了快速發(fā)展。

智能化變電站是數(shù)字化變電站的升級和發(fā)展，在數(shù)字化變電站的基礎(chǔ)上，結(jié)合智能電網(wǎng)的需求，對變電站自動化技術(shù)進(jìn)行充實以實現(xiàn)變電站智能化功能，智能化變電站的設(shè)計和建設(shè)，必須在智能電網(wǎng)的背景下進(jìn)行，要滿足中國智能電網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展的要求，體現(xiàn)中國智能電網(wǎng)信息化、數(shù)字化、自動化、互動化的特征。

整個系統(tǒng)的數(shù)字化、集成化、規(guī)范化當(dāng)前變電站自動化的發(fā)展趨勢將會不斷朝著高集成化、數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展，隨著集成電路和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，各種新型的大規(guī)模集成電路將會進(jìn)一步應(yīng)用在繼電保護(hù)和測控裝置上，這些新器件的應(yīng)用將使保護(hù)和測控裝置的電路板更加小型集成化。

據(jù)行業(yè)內(nèi)的分析報告顯示，每年都有上千座35 kV及以上等級的新建變電站投入運行，新建變電站基本上都采用自動化系統(tǒng)模式，因此預(yù)計未來幾年電力系統(tǒng)變電站自動化市場規(guī)模每年將保持在50～80億元。

智能變電站由數(shù)字化變電站演變而來，經(jīng)過多年的發(fā)展，技術(shù)已經(jīng)日臻完善，相比較其它環(huán)節(jié)，智能變電站已經(jīng)達(dá)到了可以大規(guī)模進(jìn)行推廣的條件，智能變電站主要由設(shè)備層、系統(tǒng)層組成，與傳統(tǒng)變電站最大差別體現(xiàn)在三個方面：一次設(shè)備智能化、設(shè)備檢修狀態(tài)化，以及二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化。

智能變電站概述

智能變電站與一般變電箱的區(qū)別在于技術(shù)層次與應(yīng)用范圍的差異，智能變電站的核心是智能高壓設(shè)備與變電站統(tǒng)一信息平臺，智能高壓設(shè)備包括智能變壓器、智能高壓開關(guān)設(shè)備及電子式互感器。

智能變電站的三層三網(wǎng)中的“三層”是指過程層、間隔層、站控層；“三網(wǎng)”是指過程層網(wǎng)絡(luò)、間隔層網(wǎng)絡(luò)、站控層網(wǎng)絡(luò)。

裝配式智能變電站通過運用先進(jìn)的智能模塊化單元，構(gòu)建了一種高度集成的封閉式變電站。

數(shù)字化變電站的描述是：采用智能化一次設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備分層構(gòu)建，遵循IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)信息采集、傳輸、處理、共享，打造全面數(shù)字化的現(xiàn)代化變電站，一次設(shè)備包括電子式互感器與智能開關(guān)，二次設(shè)備包括三層體系與GOOSE、SMV報文，但具體架構(gòu)細(xì)節(jié)并未詳述。