關于智能技術在變電站中應用探究論文
在日復一日的學習、工作生活中，大家一定都接觸過論文吧，借助論文可以達到探討問題進行學術研究的目的。寫起論文來就毫無頭緒？以下是小編幫大家整理的智能技術在變電站中應用探究論文，僅供參考，大家一起來看看吧。
智能技術在變電站中應用探究論文 篇1
隨著科技的不斷創新、改革，當前電力企業當中，智能技術有了突飛猛進的發展，具備智能化、集成化、標準化等特點。智能技術在變電站中的應用非常廣泛，能夠應用在設備層面、間隔層面以及站控層面，智能技術的合理應用不僅能夠降低變電站對人工的依賴性，還能夠顯著提升變電站數據的收集、數據正常性判斷的準確性等。本文主要分析變電站中智能技術的應用。
近些年，智能化技術在不斷的創新，越來越多的先進技術在各個行業當中逐漸普及。智能技術在當前已經較為成熟，在工業產業當中，智能技術本質上就是代替人工進行一些分析、操作。相關研究報道，合理應用新型設備、自動化設備、電子計算機、新技術以及新工藝等智能技術能夠顯著改善電力行業的經濟價值，能夠達成高效、高產、低能耗以及低成本的企業目標。
1、智能技術在變電站的使用現狀
我國當前主要的樞紐性變電站數量大約有1000座左右，其中大部分已經基本實現自動化管理、運作。智能技術在其中有著較多的使用，并且取得的經濟效益十分是顯著。采用先進的智能數據整理、收集與對比系統，能夠給予變電站非常多的自動化、智能化功能。在新型變電站中，主要有全部分散、局部分散以及集中配屏等多種模式，智能系統在多個模式當中具備的功能大致相同，具備基本的監控功能、保護、防誤操作、事故緊急修復、經濟運維處理、設備實施管理等等。傳統變電站與智能技術變電站而言其體系結構全然不同，其信息的交替效率也有所不同。想要將傳統變電站全面改造成為智能化變電站，在技術上、安全性上以及造價成本等方面都有相當的難度。對此，智能技術應用在變電站中的優化工作重點應當是新變電站的建設方面。
我國終端站以及受控站的數量大約有1萬左右，其因為人力資源以及資金等方面的限制，當前還無法真正、全面的實現智能化。在當前，新建變電站已經能夠全面完成智能化管理。而對于常規變電站而言，變電站的無人化、自動化問題仍是問題解決重點。在未來的工作中，應當盡量將變電站向無人值班轉變。對此，就需要電氣設備具備更加強大的自動控制功能和更高的安全性。
2、智能技術在變電站當中的應用
2.1引入控制端
引入計算機終端，促使變電站具備自動化控制功能。計算機終端系統能夠按照實際的要求檢測變電站的電能轉變、運輸等情況，判斷運輸電力時的電壓、時間等情況，從而判斷故障的發生。此外，計算機終端還能夠通過數據的實時監控，實現自動化控制的功能，從而降低突發事件所引發的變電站故障，從而提升供電的可靠性。
2.2分級控制技術
基于電力安全運輸、管理的要求所創造的分級式控制技術，在站控層、間隔層以及設備層等方面實現了基本相對應的分級控制模式，這不僅能夠顯著的降低中央處理設備的負荷，還能夠促使設備體現較高的使用效率，從而實現集中式控制，并且消除潛在的安全風險。
2.3光纖技術的應用以及電力裝置的集成性
智能變電站能夠借助光纖技術完成變電站與變電站之間的各個控制層局域網管理目的，在控制中心可以分別對站控層、間隔層以及設備層的實時信息，實現自動傳播信息。與此同時，局域網當中的控制層能夠借助光纖技術更加穩定、可靠的傳輸各類數據。電力裝置的集成性配合光纖技術能夠將電力裝置的所有運行參數進行集成化傳輸、管理，從而節約數據收集的時間，節約設備的維護繁瑣性。
2.4實現全局或局部智能控制
智能設備在變電站當中的合理使用能夠基本滿足智能化控制的需求。通過對變電站各級設備的優化控制，能夠完成電流閉鎖裝置、電流互感器以及控制柜等設備的智能化管控，從而實現設備半自動、全自動化管理。
2.5智能技術在變電站中的突出應用
智能技術在變電站當中的應用能夠促使變電站實現高壓配電設備具備智能化，完成小范圍內的智能化電網建設工作。基于智能傳感器的實時監控能力，監控電力設備的運行狀況，并根據監控結果進行實時的調整、控制。智能技術在變電站中能夠使一次變電設備實現一體化控制、檢測。對于高壓設備的斷路器實現一體化設計，從而實現一體化管理的目的。
智能技術在變電站中基于計算機終端，通過站控系統便可以實現全面的`設備檢測，并可以按照實際需求不斷的完成電力設備運行數據的實時監測以及各類型智能變電裝置的工作信號的監控，檢測變電站的輸出、輸入狀態。智能技術在變電站當中大量應用，能夠極大程度的控制無效數據的采集量，并提升變電站的整體監控效率。
采用先進的數據采集智能系統，能夠促使智能變電站具備相當龐大的信息收集能力。基于先進的數據處理技術，智能變電站便具有非常顯著的信息處理效果。借鑒在線處理技術以及數據庫模型技術，智能變電站能夠具備基本的故障診斷能力以及狀態監測能力，工作人員需要將變電站內部的設備正常工作狀態時的特性、參數輸入到數據庫當中，系統便可以根據輸入的參數、特性與當前檢測到的數據是否一致來判定變電站是否處于正常工作狀態，并在協議允許范圍之內進行自主整改、調整，能夠在一定周期之內完成變電站基本設備的實時工作狀態監測、評估以及上報等工作。
3、總結
綜上所述，智能技術在變電站當中的巧妙應用，不僅能夠降低工作的復雜性、繁瑣性，還能夠極大程度的提升變電站的自動化程度，對于變電站而言有著極其重要的意義。電力企業的創新必然需要依靠智能技術，通過改善智能技術優化電力企業變電站的運維質量，從而實現智能化發展。
智能技術在變電站中應用探究論文 篇2
摘要
隨著科技的發展，社會的進步，國家電網快速發展，智能變電站的建設也越來越多，智能變電站由智能設備和智能高級應用兩個特征，具有多信息融合，智能化監控設備狀態、智能化變電站防誤閉鎖等高級功能。智能變電站的普及為實現我國變電站的自動化運行和管理會帶來深遠的影響，具有重大的技術和經濟意義。
【關鍵詞】智能變電站防誤
智能化變電站由智能化一次設備(電子式互感器、智能化開關等)以及網絡化二次設備分層(過程層、間隔層、站控層)構建，它建立在IEC61850標準和通信規范基礎上，能夠實現變電站內智能電氣設備間信息共享和互操作的現代化變電站。智能變電站為采用先進、可靠、集成、低碳、環保智能設備，并以全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化為基本要求，采用自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監測等基本功能，能夠實現變電站運行操作自動化、變電站信息共享化、變電站分區統一管理、利用計算機仿真技術實現智能化電網調度和控制的基礎單元。智能變電站體現了集成一體化、信息標準化、協同互動化的特征。
1、智能變電站的智能特征
智能變電站是與傳統電網相對而言的一種新型電網，其智能主要包含智能設備和智能高級應用在兩個方面。
1.1智能變電站的智能設備
智能變電站的智能設備由一次設備和智能組件有機結合而成，智能變電站系統由過程層、間隔層和站控層3層組成，
智能變電站的過程層由一次設備和智能組件構成的智能設備、合并單元和智能終端組成，能夠完成變電站電能的分配、變換、傳輸、測量、控制、保護、計量以及狀態監測等相關的功能。
智能變電站的間隔層設備一般由繼電保護裝置、測控裝置、故障錄波等二次設備構成，能夠實現使用一個間隔的數據并作用于該一次設備的功能，即與各種遠方輸入/輸出、智能傳感器和控制器通信。
智能變電站的站控層功能高度集中，能夠在一臺計算機或嵌入式裝置中實現，同時也可在多臺計算機或者嵌入式裝置中實現。它主要由自動化系統、站域控制系統、通信系統、對時系統等子系統構成，能夠實現面向全站或者一個以上一次設備的測量和控制功能，能夠完成數據采集和監視控制、操作閉鎖以及同步相量采集、電能量采集、保護信息管理等相關功能。
1.2智能變電站的智能高級應用
智能變電站的智能是與傳統的變電站相對而言，傳統的.變電站大都也實現了自動化控制，但是這種自動化是被動式的，與現在意義上的智能變電站是有區別與差異的。智能變電站具有良好的互動功能，可以與調度機構友好互動，其采集數據信息量非常大，全景采集，經站內信息一體化平臺和電站自動化系統高級應用模塊，來對數據進行初步的挖掘、分析，以便實現智能告警、順序控制、設備狀態可視化、事故綜合分析決策等智能功能
2、多信息融合，智能化監控設備狀態功能
智能變電站采用信息融合(數據融合)技術對多種信息的獲取、表示及其內在聯系進行綜合處理和優化。多信息融合技術能夠從多視角進行處理及綜合，可以得到各種信息的內在聯系和規律。智能變電站現在已經實現了廣泛的在線監測，可有效獲取電網運行狀態數據，掌握各種智能電子裝置的故障動作信息及信號同路狀態。而狀態監測與診斷系統的有機結合，可以對變電站設備進行綜合故障診斷：根據獲得的被監測設備狀態數據，利用多信息融合技術、結合被監測設備的結構特性和參數對設備進行綜合故障診斷，結合其運行歷史狀態記錄以及環境因素，對被監測設備工作狀態和剩余壽命做出科學、合理的正確評估，以減少故障，確保設備安全、穩定運行。
3、智能化變電站防誤閉鎖功能
智能化變電站防誤閉鎖系統根據IEC61850標準三層架構體系構建，分為站控層防誤主機、間隔層智能防誤裝置、過程層智能閉鎖單元、機械和電氣鎖具、閉鎖附件，及電腦鑰匙等部分。其中防誤主機、智能防誤裝置層以及智能閉鎖單元之間所采用的均為IEC61850規范完成變電站內各種操作的防誤閉鎖，能夠有效實現智能變電站防誤閉鎖的強制性和全面性要求，同時實現與監控系統站內模型信息共享，監控系統與防誤閉鎖系統信息交互免配置等功能。其主要功能特點如下：
3.1標準統一、信息共享
智能化變電站各設備及系統之間數據采用統一的IEC61850標準進行交互，為防誤閉鎖裝置和自動化裝置互聯與互操作性提供了技術上的支持，所以兩者之間的數據能夠好的進行交互訪問，能夠在誤閉鎖裝置獨立的基礎上實現信息統一和共享。
3.2全面防控、強制閉鎖
智能化變電站系統根據IEC61850標準三層架構體系構建，能對五防主機和監控系統提供設備操作的所有五防功能，實現了間隔層防誤。同時，為了防止過程層網絡GOOSE報文錯誤或者監控系統未經防誤系統解鎖直接操作智能電動開關設備而可能導致的誤操作，在過程層上設置智能閉鎖單元，能夠實現防誤閉鎖的強制性要求，智能閉鎖單元同時支持就地操作時使用電能鑰匙對其進行解閉鎖操作功能。
3.3順控操作
順控操作由間隔層智能防誤閉鎖裝置和監控系統配合完成，順序控制操作方式是指通過監控中心的計算機監控系統下達操作任務，再由計算機系統獨立地按順序分步驟地實現操作任務。按防誤操作方式可分為：遠、近控均采用邏輯防誤加本間隔電氣節點防誤。智能防誤閉鎖裝置具有良好的開放性以及互操作性，融合了從權限管理、唯一操作權限管理、模擬預演、實時邏輯判定、閉鎖元件五個方面，能夠完整的實現對設備操作的防誤功能，最大限度地實現防誤功能。
智能變電站是智能電網的重要基礎和支撐，同時是變電站建設和發展的方向，我們要結合我國智能電網發展的情況，充分發揮智能變電站的功能，做好我國智能變電站的建設工作，為促進我國電網向自動化、信息化發展做出應有的貢獻。
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作者簡介
董德永(1981-)，男，現為國網遼寧省電力有限公司遼陽供電公司工程師。研究方向為高電壓電氣設備絕緣。
作者單位
國網遼寧省電力有限公司遼陽供電公司遼寧省遼陽市111000
智能技術在變電站中應用探究論文 篇3
摘要：介紹智能變電站的涵義、結構、應用，分析其關鍵技術并提出智能變電站的一些應用。智能化變電站是在數字化變電站的基礎上，根據標準的通信協議體系，考慮到智能電網中分布式電源的大量接入和與用戶的互動性要求，應用數字化測量等智能技術構建的智能電網樞紐；智能變電站建設是智能電網發展的基礎。
關鍵詞：智能變電站技術功能
中圖分類號：TM76文獻標識碼：A文章編號：1007—3973(2012)009—042—02
1、引言
目前，國家電網公司正在大力推廣智能電網的建設，作為智能電網的一個重要組成部分智能變電站正在越來越稱為今后電網建設的主流，雖然關于智能變電站的相關技術、規范還處于不斷的改進、修訂過程中，智能變電站在實際工程中的應用已經在不斷的擴大，技術、經驗也已經不斷的成熟。下面我們對智能變電站的一些技術、功能等方面作一簡單介紹。
2、智能變電站的涵義
目前，廣為認可的對智能變電站的定義是“采用先進、可靠、集成、低碳、環保的智能設備，以全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監測等基本功能，并可根據需要支持電網實時自動控制、智能調節、在線分析決策、協同互動等高級功能的變電站”。
3、智能變電站的結構
3.1智能變電站內的設備
智能變電站內的設備按照功能的不同可分為三大類(有時常被稱為三層)：
過程層：主要指一次設備，變壓器、斷路器、互感器、刀閘等；
間隔層：主要指二次設備，保護裝置、測控裝置、在線監測裝置、自動裝置等；
站控層：基于計算機主機的后臺系統、監控系統、遠動、視頻安防。
3.2智能變電站與傳統變電站的區別
智能變電站與傳統變電站相比一個很大的區別在于：二次設備和一次設備的功能重新定位，并且一次設備的智能化改變了傳統變電站中繼電保護設備的結構。
其中，一次設備的變化主要體現在一次設備的智能化：
(1)互感器方面的變化。由電子式互感器取代以前的常規互感器，這里包括電流、電壓互感器。AD變換裝置移入電子式互感器，并配備高速數據接口。(2)開關方面的變化。由智能化開關取代以前的常規開關，開關量輸出DO、輸入DI移入智能化開關，保護裝置發布命令，由一次設備的執行器來執行操作。表1為常規互感器與電子式互感器優缺點的比較。
電子式互感器就其結構原理分為有源式和無源式兩種類型，目前廣為采用的是有源式結構。
從電壓等級上區分，大體上也分為兩種：
(1)110kV及以上采用數字輸出的電子式互感器，需要合并單元；
(2)10kV、35kV采用模擬輸出電子式互感器直接接入就地四合一智能單元。與電子式互感器配合使用的設備被稱為“合并單元”，它是實現電子式互感器與二次設備接口的關鍵裝置。它的作用主要有以下幾個方面：
1)數據合并：合并單元同時接收并處理三相電流和電壓信號，并按照IEC60044—8或IEC61850—9—2格式輸出；單間隔內IEC61850—9傳輸，跨間隔60044—8/FT3傳輸；
2)數據同步：合并單元實現獨立采樣的三相電路和電壓的信號同步；
3)信號分配：智能二次設備從合并單元獲取一次電流電壓信息；
4)激光供能(戶外支柱式電流互感器)；
5)完善的自檢功能，如CT斷線等。目前，真正意義上的智能開關還未得到廣泛的生產及應用，在實際中應用較多的是在傳統開關上，安裝智能裝置，提供開關量輸出DO、輸入DI，接收保護裝置發出的命令，由一次設備的執行器來執行操作。實現此功能的設備被稱為“智能終端”，通過它實現輸出DO、輸入DI信號的光電轉化。
它的作用主要有以下幾個方面：
a)給傳統斷路器或變壓器提供數字化變電站接口，接入GOOSE網絡和MMS網絡；
b)在開關端子箱安裝智能終端：對刀閘等進行狀態采集和控制，就地操作箱功能；
c)在變壓器端子箱安裝智能終端，實現變壓器測控功能：采集溫度、檔位、非電量、中性點地刀等狀態，控制風扇和檔位。
可見，目前被廣泛使用的“智能開關”是由一個“傳統開關”，一個“合并單元”以及一個“智能終端”組成的`集合體。它所實現的功能已經基本具備了真正意義上的“智能開關”的一些常用的功能了。
在電子式互感器進行采樣時，涉及到同步的問題，即需要使相關的幾種設備之間傳輸、交換的數據達到相對的同步。這有點類似于傳統變電站保護測控裝置中的所使用的GPS對時功能。
在這里我們采用的是在過程層構建獨立的采樣同步網，這里我們采用了IEEE1588精密對時協議，它的優點主要體現在以下幾個方面：
(1)硬件對時精度在ns級別，滿足計量需要；
(2)與數據網絡合一，減少了故障點，增加了系統的可靠性；
(3)支持絕對時間；
(4)光纖縱差保護可以借助硬件1588實現與合并單元的同步；
(5)軟件1588可以實現事件“打時標”的要求。
說到信息通信，我們不得不提到GOOSE網絡，它與傳統變電站中的通信網絡系統相比有以下幾個特點：
(1)GOOSE(面向通用對象的變電站事件)以快速的以太網組播報文傳輸為基礎，代替了傳統的智能電子設備(IED)硬接線的通信方式，為邏輯節點間的通信提供了快速且高效可靠的方法；
(2)GOOSE服務支持由數據集組成的公共數據的交換，主要用于保護跳閘、斷路器位置、聯鎖信息等實時性要求高的數據傳輸；
(3)GOOSE服務的信息交換基于發布/訂閱機制基礎上，同一GOOSE網中的任一智能電子設備，既可以作為訂閱端接收數據，也可以作為發布端為其他設備提供數據。這樣可以使得設備之間通信數據的增加和更改變得更加容易實現。
可以說，引入了GOOSE通信技術后，變電站內的信息通信系統變得更加強大了。
目前，對一次設備進行智能化改進，主要包括：斷路器智能化、變壓器智能化。
其中，斷路器智能化方案包括：
(1)研制功能合一化的智能組件裝置；
(2)合并單元+開關控制器合一的智能組件；
(3)保護+測控+開關控制器+合并單元，四方面功能合一的智能組件；
(4)監測功能組主IED；
(5)優化檢測設備傳感器的配置；
(6)一體化設計智能組件與機構，簡化回路；
(7)使用軟件聯鎖替代硬件聯鎖；
(8)研制機構控制器；
(9)簡化斷路器和刀閘機構；
(10)從機構到智能組件柜實現光纖替代電纜；
(11)用自動控制替代手動控制。
同時，當以GIS設備為代表的等設備的智能化方案中，GIS智能組建柜內包括：主IED、斷路器機械特性在線控制IED、局部放電IED、SF6密度及微水監測IED、避雷器在線監測IED、智能終端、合并單元。
現在普遍使用的變壓器智能化方案，主要是采用“傳統的變壓器+智能終端”的方法，實現以下幾個方面：
(1)現階段智能終端已實現的功能；
(2)檔位上傳與控制；
(3)中性點地刀控制；
(4)非電量及其他信號測量；
(5)主變溫度等測量；
(6)冷卻控制。
變壓器智能組件柜內包括：主IED、控制測量IED、冷卻控制IED、局放監測IED、油中氣體在線監測IED、分接開關監測IED、套管在線監測IED、非電量保護、合并單元、本體保護。
保護與控制系統和傳統保護控制設備的主要區別：
(1)接口。傳統保護只需支持傳統的5A/100V的模擬量接口，數字化保護需支持GOOSE和SV點對點模式、組網模式等多種接口，接口方式多樣。(2)通訊規約。傳統保護為103規約，數字化保護需支持IEC61850規約。
4智能變電站的智能高級應用
智能變電站系統除具備以上最基本的應用功能外，還包括以下方面的高級應用功能。
4.1一體化信息平臺
在實現傳統綜自變電站當地監控功能的基礎上，利用一體化信息平臺，對變電站的全景數據進行綜合分析和應用，以實現支持電網的安全優化運行。一體化信息平臺的主要功能包括：
(1)實時自動控制；
(2)智能調節；
(3)在線分析決策；
(4)協同互動；
(5)其他高級功能。
從而提高運行管理的自動化程度，減少系統的維護工作量，減輕變電站和調控運行人員的勞動強度。
4.2圖形化的配置工具與源端維護
其中，“源端維護”是指利用SCD文件直接生成一體化信息平臺的數據庫，圖形可導出為SVG格式供遠端系統使用，從SCD文件導出變電站一次設備連接的拓撲關系，并且從SCD文件導出符合IEC61970標準的CIM模型。
4.3智能告警及分析決策
在目前的變電站監控系統中，告警的方式比較單一，功能也比較有限，基本上信息按照時間順序全部顯示，未作篩選和推理判斷處理。一旦發生事故后，信息多，值班人員很難從大量的信息中獲取到重要告警信息，影響對事故的正確判斷。因此，智能告警與分析決策能夠實現：分類告警、信息過濾、在線實時分析和推理變電站運行狀態、自動報告變電站異常并提出處理指導等功能。
4.4智能視頻
可以實現視頻系統與監控系統聯動。
(1)正常遙控時。操作人員點擊主接線圖面上的設備進行遙控時，視頻系統能夠通過調度編號等信息定位顯示設備現場畫面，并且在監控機上顯示現場的視頻。
(2)事故異常時。當發生事故導致站內設備動作時，視頻系統能夠通過事故總和SOE告警信息主動推出動作設備的現場視頻。
此功能需遙視設備廠商與監控系統廠商合作進行。
4.5設備在線監測
采集主要一次設備(變壓器、斷路器等)的狀態信息，進行狀態可視化展示并發送到上級系統，為實現優化電網運行和設備運行管理提供基礎數據支撐。
采集的數據主要包括：
4.6一體化在線五防
(1)五防規則在監控系統統一制定，在監控系統實現防誤閉鎖功能；
(2)五防規則由監控系統傳遞到間隔層測控裝置，取消傳統電腦鑰匙，遙控回路采用硬接點閉鎖；對于手動操作設備采用在線式鎖具閉鎖。
此功能需五防設備廠商與監控系統廠商合作進行。
4.7程序化順控
(1)可接收和執行調度/集控中心和本地后臺系統發出的控制命令，經安全校核正確后，自動完成相關運行方式變化要求的設備控制，具備投退保護軟壓板功能，具備急停功能，可在站內和遠端實現可視化操作。
(2)在順控控制過程中，變電站可以及時向調度/集控中心反饋執行過程的信息，如當前執行步驟、遙控超時、邏輯閉鎖等，以便遠端系統能更全面的掌控。
5、結語
智能化變電站是數字化變電站的升級和發展，在數字化變電站的基礎上，結合智能電網的需求，對變電站自動化技術進行充實以實現變電站智能化功能。智能化變電站的相關技術及應用正在不斷的成熟與積累經驗的過程中，相信在不久的將來，智能化變電站的相關技術將越來越成熟、完善，能夠為我國電網的建設、運行提供越來越多的幫助。
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