智能变电站与常规变电站的区别

刘德霞

摘要：和常规变电站相比，智能变电站拥有更多优势。智能变电站作为一种新型变电站，正在被全国逐步推广使用中，它与常规站有着很大的区别，作为继电保护人员，我们必须了解掌握智能变电站的构成，与常规变电站的区别，以及各自的优缺点，才能准确、正确的对智能变电站进行运行维护。
       关键词：智能变电站；常规变电站；区别
  近年来，能源安全和全球气候变化问题对人类社会经济发展提出了严峻挑战，发展新能源和建设智能电网已成为各国解决上述问题的首选方案。而智能变电站是智能电网的关键，是建设坚强智能电网的核心平台之一。
        一、变电站的相关概念
  1.常规变电站。常规变电站系统中没有统一的模板，因此常规的变电站完成信息的采集任务主要是通过电磁型电流互感器和电压互感器这两种常规的互感器，通常情况下常规变电站的各个装置是相互独立的，并不是一个相互关联的整体，因此存在设备兼容性较差，没有整体性，不能实现信息共享的缺点，工作效率较低。
  2.智能变电站。智能变电站，顾名思义，是将智能化应用到变电站的结果。智能变电站，一般是利用目前较为先进且可以实现人工智能的设备，采用的主要技术是目前较为先进的计算机数字化技术，还有各种网络技术如信息技术等，还包括一些先进的半自动或者全自动的测量分析技术等，以这些先进的设备和技术为基础，并且以信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求和技术支撑，实现所需要的信息的自动采集，自动测量和标记以及实时控制、保护。
        二、智能变电站主要构成
  1.智能变电站“三层”。智能变电站的分层结构包括站控层、间隔层和过程层。其中，站控层由主机兼操作员站、远动通信装置、继电保护故障信息系统子站（可选）、一体化信息平台、智能设备接口及网络打印机等设备构成,提供站内运行的人机联系界面,实现管理控制间隔层、过程层设备等功能,形成全站的监控、管理中心,并与远方监控/调度中心通信；间隔层由保护、测控、计量、录波、相量测量等若干个二次子系统组成，间隔层主要是基于站控层IEC6185协议的成套继电保护、测控装置、执行数据的承上启下通信传输功能和基于全站过程层网信息共享接口的集中式数字化保护及故障录波装置，在站控层及网络失效的情况下，仍能独完成间隔层设备的就地监控功能；过程层由互感器、合并单元、智能终端组成，完成与一次设备相关的功能,包括实时运行电气量的采集及检测、设备运行状态的监测、控制命令的执行等。智能变电站“三层”与常规变电站的区别：站控层：监控系统和远动通信服务器采用一体化数据配置方式,生成监控数据库的同时即可完成对远动通信服务器的数据库、功能及逻辑的配置,提高变电站的维护效率。间隔层：在站控层及网络失效的情况下,仍能独立完成间隔层设各的就地监控功能。过程层：电流、电压采集实现数字化,动态性能好,抗干扰性能强,绝缘和抗饱和特性好。
      2.智能变电站“两网”。过程层网络是由过程层交换机组成，可传输GOOSE和SV报文，通过光纤以太网组网；站控层网络是由站控层交换机组成，可传输MMS报文和GOOSE报文，通过电以太网组网。智能变电站“两网”与常规变电站的区别：站控层网络具备故障监测、故障自恢复和数据校验等功能。过程层网络双重化配置，双重化的网络在物理上独立，双网冗余配置，一个网络故障或瘫痪不影响另一个网络的正常运行。合并单元采集到数字量后通过光纤以“直采”的形式传输到保护装置供其进行逻辑计算，同时合并单元的数据也要上送过程层交换机进行数据共享。当发生故障时，保护装置动作，保护装置的动作开出通过光纤传输到智能终端，智能终端开出后，直接通过电缆接入断路器，使开关跳闸。相对于常规变电站保护动作更快速，最短时间切除故障设备。智能终端采集到开关位置、机构信号等开入后通过光纤上送交换机数据共享，保护测控装置可以将共享后的数据接收到站控层网络，更快速、准确传送到后台和控端。

三、智能变电站与常规变电站的差异比较

通过分析得出其主要区别在于：常规变电站保护及测控装置采集的都是模拟量，所有的模拟信号到终端设备时通过模数转换再转化成为数字量，在采集过程中传输过长，模拟量受到传输途径和外界因素干扰较大，对采样和指令干扰影响较大；但智能化变电站采集的都是数字量，所有的模拟信号直接在一次设备或智能终端上转化为光信号直接通过光纤长距离输出至测控或保护装置，数字量传输过程中近似无损耗，不受外界干扰：常规变电站的这种设计造成了二次采用了大量的电缆，造成电缆数设和二次接线的大量工作，工作面很广，回路的转接点很多，有大量的查线、核线工作，在传动调试时工作量很大，送电前要求PT、CT回路详细核查，防止CT出现开路和PT出现短路；智能变电站的设计采用了大量的光缆，而现场调试和涉及通讯专业的工作会大大增加，在送电试运行过程中不会出现PT短路、CT开路的常规变电站送电容易出现的情况，使变电站建设更容易，运行更安全。

在运行维护方面常规变电站在送电时需要大量的准备工作，进行繁琐的操作，耗费了大量的人力物力和时间；在智能变电站中，其自动赖序控制是其一大亮点，在送电或倒刚操作时只需要输入相应的指令即可，可以很好地满足无人值班、集约化管理的需求和防止安全措施实施中的人为失误等，方便了运行人员的操作，减轻了运行人员的负担，但在操作时要注意需要对应不同的操作任务编制不同的标准化顺序控制流程，并事先加以安全性和可靠性的检验。

在运维过程中常规变电站已形成了一整登标准和运维规程，调度权限明确，分级调控；智能变电站除了常规设备的巡视，还需要注意与常规站相比新增加的一些智能电子设备和过程层网络的运行，尤其是运行巡视和调度管理方面，应有相应的措施。考虑过程层网络的重要性，该网络及其交换机等网络设备调度权限应纳入调度管理范围，公用交换机及相应网络，则宜由交换机所接智能电子设备的最高调度机构进行调度管理。与继电保护密切相关的智能终端、合井单元等，也应该按对应间隔的调度关系进行调度管理，母线合并单元、智能终端按对应母线电压互感器的调度关系进行调度管理，在现场正常运行巡视中，还要注意检查智能终端、合并单元、网络交换机等通态正常，网络记录分析系统监测的网络状态正常：注意检查室外智能终端控制柜密封良好，有符合规定的防护性能，内部环境调节性能正常，主要检查温度、湿度、防水、防雾、防尘等性能。在运行中处理装置异常，也要本着不失去保护、尽量不破坏系统的原则进行，以保证电网运行的安全性。

结语：

随着智能化技术的进步、智能设备的大规模生产应用以及智能设备集中采购带来的规模效应，智能变电站的投资将不断下降，智能变电站的投资将和常规变电站的投资基本持平，具有较好的经济性和推广前景。
  参考文献：

[1] 冯顺晨,郭孟羲.浅析智能变电站与常规变电站运行维护的几点关键区别[J].商品与质量,2017,(52):152.doi:10.3969/j.issn.1006-656X.2017.

[2] 罗凡.浅析智能变电站与常规变电站运行维护的几点关键区别[J].环球市场,2017,(9):109.