智能电网的内涵与特征

摘要：智能化变电站可认为是采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。

前言

变电站是电网输配的重要节点，是连接发电、输电和配电等环节的纽带，具有至关重要的作用。变电站涵盖了大量的电力系统一次及二次设备，是形成电力系统坚强网架的基础，因此，建设智能电网须要加强智能变电站的建设，智能变电站的建设应以先进的信息化、自动化技术为基础，灵活、高效、可靠地满足发电、输电、配电对电网提出的各种变化要求，实现提高电网安全性、可靠性、灵活性和资源优化配置水平的目标。但由于智能变电站的发展刚刚起步，国家相关标准规范尚处于统一制定阶段，要实现智能变电站的建设目标，全面提升变电站智能化水平、完善智能设备的自诊断能力，需要对其关键技术进行深入的研究。

一、智能电网的概念

在2005年，埃贝尔发明了一种利用群体行为原理使大楼电器相互协调的技术和一种无线控制器，智能电网由此时开始出现。智能电网又称“未来电网”，它不是一件事或物，而是将先进的一些技术以及电网基础设施集成的一种新型现代化电网，具有“更可靠、安全经济、高效、更环境友好”的特点，其关键技术领域涉及较广，具体有传感量测技术、分析决策技术、制动控制技术、计算机技术等等。要想清晰认识智能电网，需要从其概念、内涵特征、关键技术、智能化等各方面进行分析。

二、智能电网的内涵与特征

基于市场、环境、安全等各方面的因素，智能电网具有8个特点：自愈、兼容、交互、协调、高效、优质、集成、绿色。其中自愈是指在电力供应方面，智能电网能够不断发现存在或潜在的问题，然后纠正或控制，最终保证供电质量，可靠、安全、高效，是较为突出的特征。交互是指“交互式”，为了能达到双方相互适应，智能电网能够实现“双向交流、双向通信”，用户根据实际情况于被提供的信息中指定符合自己需求的方案。智能电网应用了许多先进技术与监控技术，能够更好地降低成本和增加效益，实现高效。“绿色”是另一突出的特征，智能电网通过利用绿色能源、洁净能源、再生能源，降低环境污染，缓解能源消耗巨大的问题，同时能缓解地区能源供给不平衡问题。

除此之外，智能电网更适应计算机和自动化生产要求，并且能够支持地方性革新和全国性交易。

三、建设原则

3.1充分体现数字化设计理念

3.11一次设备智能化和二次设备网络化。

3.12使变电站的整体设计、建设、运行成本降低。

3.2一次设备智能化主要体现在电子式互感器和智能断路器的应用。

3.21有效地减少变电站占地面积和电磁式CT饱和问题。

3.22应用合并器解决数据采集设备重复投资问题。

3.23利用网络替代二次电缆，有效解决二次电缆交直流串扰问题，并简化了施工。

3.24敞开式断路器：灭弧能量I2t监测、隔离刀闸测温、在线五防联锁。

3.25主变状态监测

3.3二次设备网络化主要体现在系统结构的三层两网。

3.31站控层、间隔层、过程层。

3.32站控层和间隔层以基于IEC61850标准的互联互操作为重心，实现数据共享。

3.33过程层以可靠性和稳定性为首要设计原则。

3.4高级应用：集约化、网络化、智能化的自动化功能。

3.41保护测控集成优化。

3.42在线式一体化五防。

3.43程序化控制与系统联锁。

3.44设备状态监测及检修

3.45事故异常专家分析系统

3.46智能检测及控制(物联网)

3.47无人巡视支撑平台

四、智能变电站技术原则

4.1智能变电站智能设备

4.11具有信息数字化、功能集成化、结构紧凑化、状态可视化等主要技术特征。

4.12符合易扩展、易升级、易改造、易维护的工业化应用要求。

4.2智能变电站的设计及建设。

4.21应按照DL/T1092三道防线要求。

4.22满足DL/T755三级安全稳定标准。

4.23满足GB/T14285继电保护选择性速动性、灵敏性、可靠性的要求。

4.3智能变电站的测量、控制、保护等装置应满足GB/T14285、DL/T769、DL/T478、GB/T

13729的相关要求，后台监控功能应参考DL/T5149的相关要求。

4.4智能变电站的通信网络与系统应符合DL/T860标准。

五、智能变电站在当今电网生存的优势

智能变电站是智能电网的重要内容，变电领域的发展重点是智能变电站，智能变电站对智能电网的建设将起到先驱作用。

智能变电站的主要优势：

•光纤代替电缆，设计安装调试都变得简单

•模拟量输入回路和开关量输入输出回路都被通信网络所取代，二次设备硬件系统大为简化

•统一的信息模型，避免了规约转换，信息可以充分共享

•可观测性和可控性增强，产生新型应用：如状态监测、站域保护控制

主要体现在以下几个方面：引进了电子式互感器、合并单元智能终端、交换机等新装置;采用了IEC61850标准、IEEE1588新标;其中继电保护系统、通信网络结新体系结;同时研发了一些新功能。

而智能变电站本质优点主要体现在：过程设备数字化，主要为电子式互感器/合并单、智能终;信息传输的网络化，主要为IEC61850标及网络通信技术。

六、结束语

变电设备智能状态监测技术还处于发展起步阶段，根据其现状及特点，提出以下建议：

(1)将成熟的监测技术引入电网一次设备，提高智能一次设备的监测有效性和准确性。智能一次设备已成为明确的发展方向，只有进一步提高智能一次设备实用性，才能保证其良性发展。

(2)促进智能一次设备状态监测技术与传统二次技术的融合，真正实现测、计、控、检、保五大功能与一体，其信息共享畅通、功能融合良好、运行操作可靠。

(3)进一步开发智能一次设备的综合分析系统，实现状态评价、寿命预估、故障诊断的高级应用功能。使得智能组件的设备状态综合评价结果与专业技术人员的评价结果基本一致，智能化水平明显提升。

(4)加强智能设备入网的检测、检定工作。智能设备尚处于发展阶段，产品不成熟，只有建立健全入网检测、检定工作，将该工作体系化、常态化、标准化、专业化，才能保证产品质量，切实提高一次设备智能化水平。