智能变电站发展与未来

马浩雍

（沈阳市辽中区第一私立高级中学，辽宁 沈阳 110000）

目前，我国的电力部门有多种发电方式。智能化系统的出现，将各种发电方式有效整合到一起，不同能源转换成的电能，在智能系统的辅助下，顺利接入大电网。各地区的电力输送效率明显提升，电力部门在资源整合工作上进步很大。可以看出，智能化是目前电网发展的主要研究方向。

1 简要介绍

（1）概念。智能区别于传统的人工操作，其信息采集、数据传输等过程都是依靠先进的技术和自动化程度较高的设备完成。将智能系统运用到变电站当中时，电网调度、分析决策等多项事宜都可以在网上完成。不同地区变电站能够实现信息共享，且在智能化系统的辅助下，信息传输的安全得到保证。变电站的工作效率明显提升，电网处于绿色、高效的环境之下。

（2）系统发展历程。通过对我国变电站的了解，笔者最终将电力系统的发展归结为以下2个方面：变电技术的发展。电能在我国的运用可追溯到上个世纪，发展初期晶体管等分立元件被运用到电力系统当中，利用相应技术可将晶体管冗余到模拟线路当中，这对电网的合理规划起到很好的促进作用。在科技的不断发展之下，微处理器被运用到电网系统当中，此时的电网已经初步具备智能化的雏形，在微处理装置的辅助下，电网可以自动检查故障的位置，并通过分析故障原因提供合理的解决方案。集成化、高效化成为现代变电站的显著特征，每个系统相互独立却又有机的统一在一起，电网监测和故障排查工作联系紧密，当监测到电力系统故障时，智能系统将快速隔离故障位置，确保其他部分的电力传输正常稳定运行。

功能结构的发展。在不断完善之下，变电系统的功能逐渐增多，在传统保护功能的基础上，新增诊断、电压控制等功能。目前我国变电站中，最常用的结构形式包括以下几类：集中式。即设置一个终端管理系统，通过计算机、通信等多种技术将各项控制工作集成到一起。此种结构只需要一个较小的集成电路，所占空间较小，结构紧凑。但不能将各系统的工作分离开来，当某个系统故障，其它系统也会受到影响，安全程度较低；在集中式的基础上，融入分散结构。将测控单元、保护装置分散安装，避免两者相互影响，进而提升电网运行的安全性；分散式。此种结构将各类装置分散开来，通过智能系统实现信息互通，开关、母线等都有相互独立的单元，其通信过程由串行接口实现。此结构的安全程度较高，且不需要繁琐的人工操作。

（3）现存问题。现阶段，我国电网的智能化还在探索阶段，其还有较大的发展空间，其问题主要包括以下2点：兼容性不高。智能化系统用到的很多零部件，是由不同厂家生产，在没有统一标准的情况下，零件组合到一起可能会出现不兼容的情况，这会严重阻碍正常的信息传输过程；为出台标准化的政策，很多厂家和电力部门在沟通时观点不能达到一致，生产出的系统部件不能满足电网需求。

2 优势概述

对于传统的变电站，融入智能系统的电网具备自动采集数据，传输信息等能力，并且能够实时监测电网的运行情况，自动调整内部电压，保证电网稳定运行。其优势主要表现为：各类系统非常先进，集成化程度高；设备精密，且美观牢固，具有较长的寿命。此外，智能系统该表现出如下更好的技术优势。

（1）精确化程度高。智能变电站可以使用各种光电变压器来克服传统变压器的缺点。灵敏性明显增强，传感装置的整体性能得到优化，可用于高速遥感和遥测系统，如保护和监测。提高测量精度，保证准确率。

（2）实现自动化。智能即为自动化，是指在没有人工看护的情况下，系统能够根据电网的实际情况，作出简单的反应。自动化系统通常和检测系统的工作是同步的，监测装置将电网的实时运行数据向控制终端传输，智能终端通过分析确定电网的实际情况，并根据分析结果向各系统下达相应的调节指令。电网系统在指令的指导下，完成相应的调节转换过程。从数据采集到系统转换，此过程并不需要工作人员手动操作。

（3）提高电网稳定性。目前我国对电能的需求量呈现出连年增长的趋势，为满足人们更高的需求，电力部门将电网的容量不断增加。同时为保证电能传输过程的安全稳定，又新增很多功率承载元件，电力元件的增加使得电力系统产生大量谐波，谐波的存在会降低电能传输的稳定性。在此情况下，智能系统应运而生，有效消减谐波的同时保证电能传输的质量。

（4）通信质量提升。变电站管理过程中融入智能系统，将测量、分析和控制过程集中到一起，系统间的信息传递非常通畅，且将传统信息传输的滞后性缺陷彻底解决。系统能够分析电力传输的实时情况，自动选择最适合的通信通道，保证各个模块之间的信息传递准确、高效，且传输过程不会受到外界电磁波的干扰，信息很少会出现失真现象。

（5）实时监控。智能变电站具有对主电网实时监测，同时收集运行信息，将信息向存储单元和控制终端传递的功能。为优化电能传输质量和设备操作提供有力的数据支撑，并可监控电网运行中的每个节点。分析和处理实时发现的故障，并将故障检修过程记录下来，为以后的检修工作提供参考。

（6）兼容性强。随着电能需求量的逐渐增加，风力、太阳能发电技术逐渐成熟，其提供的电能也被接入大电网中，这就要求电网具有较强的兼容性。智能系统的出现，很好地解决了这一问题，其能够平衡厂商、电厂和用户间的关系，同时将各类电网保持在相对平衡的状态，电网的兼容性明显增强。

3 发展及前景

（1）发展现状。在传统变电站的基础上，融入智能系统，使得现代电网的稳定性明显提升。与其他行业相比，智能变电站非常适应我国现阶段的电力部门发展，因此其推广过程十分顺利。智能电网与传统电网的区别主要体现在以下几方面：设备智能。用于电网运行的某些设备，其内部安装有智能芯片，可对电力系统出现的某些故障做出简单的反应。当自身反应机制不能应对故障时，设备会自动断电，处于待机状态，将电力企业的经济损失降到最低；信息传输及时。此过程主要依赖于强大的通信技术，如光纤通信。地区间各变电站之间信息互通，能够实现对电力资源的最优化调度，避免电能浪费；状态监测。监测过程是由各种传感装置完成的，如电压、电流等传感器，设备和电能传输的状态处于实时监测之下，工作人员可根据监测数据预测可能发生的故障，从而有针对性地采取防护措施，减少故障发生的频次。

（2）前景分析。在信息技术快速发展的现代社会中，变电站的智能化改造是电力系统发展的必然趋势。基于对现阶段电网运行的考察，笔者对变电站未来的发展方向做出以下预测：集成化。传统的机电保护器只包括相应的集成电路。未来，计算机技术将被集成到集成电路中。在测控过程中，计算机会将各项数据记录下来，整理后传输到相应的存储单元。当电网某一部位的运行出现故障时，计算机可充当信息交流的媒介，及时向控制终端反馈故障情况，这对缩短故障维修时间有很大的促进作用。此外，在相关技术的相互配合下，能够实现对故障的预测，减少电网故障频率，进而降低维修成本。

在智能电网的不断发展之下，我国已经认识到产品标准化、规范化的重要性，并且已经开始着手完善相应的技术规范和标准。相信在对零部件型号、规格等的严格规范下，系统组装后兼容性会有很大提升，电网运行的稳定性、流畅性会大大增加。

4 结语

综上所述，是对变电站智能化的相关介绍，首先对其定义和系统发展历程进行介绍，其次总结了当前智能电网的优势，最后分析了变电站未来的发展方向。从中可以看出智能化在变电站管理中发挥的重要作用。在传感器、通信等多种技术的共同辅助下，人工操作明显减少，数据记录、系统更换等过程误差率降低。