隨著當(dāng)下日益發(fā)展的大數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng)，云計(jì)算等信息技術(shù)的不斷成熟，導(dǎo)致數(shù)字商業(yè)化模式不斷涌現(xiàn)，智能變電站便是其中一種。那么智能變電站如何體現(xiàn)其智能性呢?智能變電站和傳統(tǒng)的變電站比較，又具有那些進(jìn)步解決了那些傳統(tǒng)變電站的缺陷呢?首先我們需要了解傳統(tǒng)的變電站構(gòu)成結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)變電站一般是采用計(jì)算機(jī)技術(shù)，現(xiàn)代電子技術(shù)，信息處理技術(shù)和通信技術(shù)等較為成熟的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)二次設(shè)備的功能的重新排列組合，將全站的信息(如開(kāi)關(guān)位置信息，備自投壓板“投”，“退”等)然后通過(guò)二次設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的所有設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，測(cè)量，控制，調(diào)節(jié)。智能變電站實(shí)際就是通過(guò)現(xiàn)有的大數(shù)據(jù)，信息交換技術(shù)，將常規(guī)變電站升級(jí)改造，完成常規(guī)變電站的數(shù)字話(智能化)。智能變電站設(shè)計(jì)理念就是通過(guò)當(dāng)下日益發(fā)展的大數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng)，云計(jì)算等信息技術(shù)將傳統(tǒng)的變電站智能化。從結(jié)構(gòu)上看，智能變電站與常規(guī)變電站有著相同的一次設(shè)備和保護(hù)配置，例如(母差保護(hù)，差動(dòng)保護(hù)，零序保護(hù)等)，二者的區(qū)別僅僅是在實(shí)現(xiàn)保護(hù)的方式上的不同。從設(shè)備類型上來(lái)看，許多的智能組件與傳統(tǒng)的變電站都有著相對(duì)應(yīng)的聯(lián)系，比如傳統(tǒng)變電站當(dāng)中的繼電器操作箱便和智能變電站的智能終端相對(duì)應(yīng)，傳統(tǒng)變電站的電纜就與智能變電站的光纜相對(duì)應(yīng)，而傳統(tǒng)變電站中的三層兩網(wǎng)，在智能變電站中也有相映的網(wǎng)絡(luò)與之相對(duì)應(yīng)。

　　變電站大致可以分為三層兩網(wǎng)，分別是過(guò)程層，間隔層，站控層。

　　過(guò)程層設(shè)備包括隔離開(kāi)關(guān)，電流/電流電壓互感器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等一次設(shè)備及其所屬的智能組件和獨(dú)立的智能電子裝置所組成。過(guò)程層的功能大致是為間隔層服務(wù)，完成數(shù)據(jù)的采集，執(zhí)行間隔層設(shè)備所發(fā)出的命令，對(duì)狀態(tài)量與模擬量具有輸入/輸出的功能。

　　間隔層一般是指繼電保護(hù)裝置、系統(tǒng)測(cè)控裝置、監(jiān)測(cè)功能組成IED等二次設(shè)備。主要作用是實(shí)現(xiàn)一個(gè)間隔數(shù)據(jù)并作用于該間隔一次設(shè)備的功能，就是完成和各種遠(yuǎn)方/就地的輸入輸出、傳感器和控制器通信功能。

　　站控層設(shè)備主要包括自動(dòng)化站級(jí)監(jiān)視控制系統(tǒng)，對(duì)時(shí)系統(tǒng)，通信系統(tǒng)，站域控制系統(tǒng)等。站控層設(shè)備具有完成數(shù)據(jù)的采集，監(jiān)視，控制，閉鎖操作以及同步量采集，實(shí)現(xiàn)對(duì)全站設(shè)備的監(jiān)視，控制，告警以及各個(gè)設(shè)備的信息交互功能。站控層的主要功能是將變電站看做一個(gè)整體，可以在多臺(tái)計(jì)算機(jī)或嵌入式裝置中實(shí)現(xiàn)，也可以在一臺(tái)計(jì)算機(jī)或嵌入裝置中實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)變電站的數(shù)據(jù)和功能的高度集中。

　　從結(jié)構(gòu)上看，智能變電站與常規(guī)變電站相比，主要是對(duì)傳統(tǒng)變電站過(guò)程層和間隔層設(shè)備進(jìn)行的升級(jí)，將一次設(shè)備給出的模擬量和開(kāi)關(guān)量進(jìn)行數(shù)字化。比如光纖傳輸替代了電纜傳輸過(guò)程，大大減少了冗雜的電纜線路，實(shí)現(xiàn)了過(guò)程層與間隔層設(shè)備之間的通信。也就是說(shuō)間隔從保護(hù)裝置不需要再接受電流互感器(CT)，電壓互感器(PT)輸出的交流模擬型號(hào)，只需要接受采樣值(SV)或者GOOSE網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)，而且保護(hù)裝置對(duì)外的聯(lián)系也可以用數(shù)字信號(hào)通過(guò)GOOSE網(wǎng)將信息傳遞到目的地，簡(jiǎn)化了保護(hù)裝置與對(duì)外聯(lián)系的復(fù)雜程度。傳統(tǒng)的變電站采用電流電流互感器(CT)，電壓互感器(PT)這種常規(guī)的互感器設(shè)備，常規(guī)的互感器一般具有絕緣復(fù)雜，體積及重量較大，較重。電流互感器(CT)動(dòng)態(tài)范圍小，有磁飽和現(xiàn)象。電流互感器(CT)動(dòng)態(tài)范圍小有磁飽和現(xiàn)象，易產(chǎn)生電壓互感器(PT)諧振，電流互感器(CT)二次不能開(kāi)路。而智能變電站一般采用電子式互感器，電子互感器絕緣比較簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，電流互感器(CT)動(dòng)態(tài)范圍小，無(wú)磁飽和現(xiàn)象，電壓互感器(PT)無(wú)諧振現(xiàn)象。電流互感器(CT)二是輸出可以開(kāi)。相比之下，傳統(tǒng)的電壓互感器(PT)，電流互感器(CT)所存在的問(wèn)題幾乎都可以在新型的電子互感器上得到解決。而唯一需要擔(dān)心的是，傳統(tǒng)的電壓互感器(PT)，電流互感器(CT)已經(jīng)經(jīng)過(guò)了時(shí)間的考驗(yàn)，而近年來(lái)新發(fā)展起來(lái)的新設(shè)備，其測(cè)量的精度，暫時(shí)特性，抗干擾能力，長(zhǎng)期運(yùn)行的可靠性，溫度穩(wěn)定性等問(wèn)題，特別是光學(xué)互感器設(shè)備能否長(zhǎng)期可靠的運(yùn)行仍然需要時(shí)間檢驗(yàn)。

　　從變智能變電站的智能性來(lái)講，其智能性主要依托于過(guò)程網(wǎng)絡(luò)。在常規(guī)的變電站之中一次設(shè)備和各種間隔層設(shè)備之間，一般通過(guò)大量的電纜線直接互聯(lián)。電纜的用量和二次回路十分的復(fù)雜，不存在過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)的概念。而智能變電站對(duì)站內(nèi)的設(shè)備的采樣值要么通過(guò)常規(guī)的互感器加合并單元格(MU)，要么通過(guò)電子互感器實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，組建采樣值(SV)采樣值光纖數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)。一次設(shè)備的采樣值通過(guò)智能終端完成數(shù)字化，后經(jīng)GOOSE光光纖網(wǎng)絡(luò)完成開(kāi)關(guān)位置信息，控制信息的傳輸。過(guò)程層的網(wǎng)絡(luò)，大大簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)變電戰(zhàn)中復(fù)雜的二次回路電纜。通過(guò)文件配置和虛端子連接等進(jìn)行管理并可實(shí)施監(jiān)測(cè)鏈路狀態(tài)。

　　智能變電站在傳統(tǒng)變電站的基礎(chǔ)上，對(duì)其過(guò)程層與間隔層進(jìn)行升級(jí)，帶來(lái)了回路設(shè)計(jì)，運(yùn)行維護(hù)，試驗(yàn)檢驗(yàn)和設(shè)備管理方面的變革。智能變電站取消了大部分的電纜連接，取而代之是設(shè)備之間采用信號(hào)軟連接的方式。而這些連接信息以及變電站設(shè)備模型都保存在變電站及其配置文件中，帶來(lái)了變電站的建設(shè)、技改、擴(kuò)建二次回路，設(shè)計(jì)方式的重大變革。由于信號(hào)采用網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆绞剑?jīng)傳統(tǒng)變電站的現(xiàn)有運(yùn)行操作，檢修，試驗(yàn)都發(fā)生了很大的變化。比如軟壓板取代了硬壓板;現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試方法的變化;故障消缺帶來(lái)的安措變化。主要體現(xiàn)在過(guò)程層數(shù)字化，采樣值和開(kāi)關(guān)設(shè)備就地實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和信息網(wǎng)絡(luò)傳輸。通過(guò)合并單元格(MU)實(shí)現(xiàn)電壓電流數(shù)字化，一種是通過(guò)電子式互感器將數(shù)字信號(hào)直接給合并單元格(MU)，另一種通過(guò)常規(guī)的互感器加裝合并單元格(MU)的方式實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換(目前最常利用方式)，最后采樣值再以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的方式傳輸給間隔層。(如智能終端將隔離開(kāi)關(guān)位置開(kāi)關(guān)信息，告警聲音，變壓器油溫，導(dǎo)線溫度、刀閘開(kāi)關(guān)位置信息等進(jìn)行就地?cái)?shù)字化，最后以標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字方式傳輸?shù)介g隔層)如今我國(guó)的微機(jī)保護(hù)在原理和技術(shù)上已相當(dāng)成熟，傳統(tǒng)的變電站事故，主要是由于電路老化，接地造成的誤動(dòng)以及電流互感器(CT)特性惡化和特性不一造成的故障或者季節(jié)性切換壓板出錯(cuò)等。而這些問(wèn)題在智能(數(shù)字)化變電站中都能通過(guò)變電站的“智能”得到合理有效、高效可靠的解決。這些“智能”的變化帶來(lái)的便是更合理，更有效的事故處理辦法。

　　目前客戶對(duì)電能的要求日益提高，常規(guī)的變電站往往要等事故發(fā)生之后才能進(jìn)行處理，處理時(shí)間較長(zhǎng)，已不能更好的保障用電質(zhì)量滿足客戶需求。而變電站又是是電網(wǎng)系統(tǒng)中一個(gè)重要的組成部分，十分容易出現(xiàn)牽一發(fā)而動(dòng)全身的現(xiàn)象，所以變電站和他的內(nèi)部設(shè)備、設(shè)施都要具備高度的可靠性。所以要求變電站具有檢測(cè)、管理并快速處理故障的功能，只有具備該項(xiàng)功能，才有效可以預(yù)防變電站故障的出現(xiàn)，即使出現(xiàn)故障也可以快速反應(yīng)隔離故障從而減少停電時(shí)間，保證電網(wǎng)的高質(zhì)量運(yùn)行。智能變電站的智能主要體現(xiàn)在信息采集，傳輸，處理，輸出/輸入的過(guò)程中全部智能化。他最基本的特征-就是設(shè)備智能化，通過(guò)合并單元將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化數(shù)字信號(hào)，完成通信網(wǎng)絡(luò)化模型和通信協(xié)議一體化，直接網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)將變電站的情況直觀展現(xiàn)出來(lái)。自動(dòng)化智能變電站運(yùn)行管理，需要采用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，通信技術(shù)，控制技術(shù);采用低碳環(huán)保的智能設(shè)備與材料，融入綠色的理念，將全站的信息數(shù)字化，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化，信息標(biāo)準(zhǔn)化使得變電站對(duì)全站的監(jiān)控操作更加集中和立體，事故處理更加迅速。智能變電站可自動(dòng)完成設(shè)備的信息采集，監(jiān)控，測(cè)量，控制，保護(hù)，計(jì)量和監(jiān)測(cè)等工作，并根據(jù)需要支持電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，智能調(diào)節(jié)，在線分析，決策協(xié)同互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)合理高效的調(diào)控，從而合理有效的解決事故以及處理各種問(wèn)題。

　　由此可見(jiàn)，智能變電站較傳統(tǒng)變電站而言明顯更具優(yōu)勢(shì)，也更符合客戶的用電需求，根據(jù)以上比較我們可以得出結(jié)論-智能變電站是未來(lái)變電站不可阻擋的發(fā)展趨勢(shì)!

　　作者簡(jiǎn)介：張榮(1998.10)，男，四川省廣安人，成都市溫江區(qū) 四川電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)，專科生 研究方向：未來(lái)變電站的發(fā)展趨勢(shì)智能變電站