以智慧电网为主题的论文

近年来,随着我国国民经济持续快速增长,电力专案的投资越来越大,电力工程建设也随之越来越多。下文是我为大家蒐集整理的关于的内容，欢迎大家阅读参考!

浅谈智慧电网对低碳电力系统的意义

在如今的技术条件允许的基础上，从智慧电网发展的使用目的是实现目标功能的视野上来分析，做到节能发电与高效率运输以及管理用电情况均在此类范围之内。对此我们可以容易的了解到：随着时代而逐渐发展起来的智慧电网在发展的时期显示出了较为明显的环保与安全的效能，这个作用对于低碳电力系统的维持是相当有效的。因此，智慧电网的环保作用起到了至关重要的成分。此文中针对智慧电网做出了简单的介绍，并分析了智慧电网在低碳电力系统中发挥的各项作用与意义。

一、智慧电网的系统及其组成情况

***一***智慧电网的定义

智慧电网就是电网的智慧化***智电电力***，也被称为“电网”，它是建立在整合的、高速双向通讯网路的基础上，通过先进的感测和测量技术、先进的装置技术、先进的控制方法以及先进的决策支援系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括使用者、抵御攻击、提供满足21世纪使用者需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效执行。

***二***电力使用安全性对低碳电力的要求

为了保证电力系统能够快速实现供电可靠的效能，必须确定一个电力系统的最优使用容量，也就是在可靠性供电与供电预算之间确立一个支撑点，使得预算成本与可靠效能之间可以相互衡量。对于我国来说，能够全面根据系统的边际容积来预测与估量供电时的可靠效能。因为电力系统中的发电构成一旦发生较大的转变，边际容量的数值与EEU之间的关系便会有一定的变化。所以，在研究供电可靠性的高水平发展期间，确定一套合理全面的可靠性测量技术对于实现低碳电力系统来说尤为重要，要想做到这些一定要保证在实行基础上满足一些固定的条件，比如：***1***需要一定数量的低碳发电机来供电，保证供电的可持续性;***2***准备充足的发电燃料，随时满足发电需要;***3***发电燃料尽量满足多样化，以保证发电燃料短缺时不会对发电系统造成威胁;***4***保证市场上的价格讯号稳定且具体，使得系统的不平衡性尽可能的降低。

***三***智慧电网的形成要素

智慧电网主要特征要素归纳为六点，即具有坚强、自愈、相容、经济、整合、优化等特征。要想使得智慧电网有效的支撑起电力系统，必须要保证其规划、技术、执行以及用电方面的机制得以全面确立，在此基础上要保证其环保性与智慧性充分发挥出来。这几种机制的确定首先要从源头找出规划的目的，使得能源得以转变，加强环保与可再生的效能，使得低碳发展更加快捷迅速;然后从开展低碳技术作为出发点，在已知的条件下保证执行与推广更加广泛全面;最后，要保证大量低碳发电装置能够一齐执行，使得智慧电网得到更好的发展。

二、智慧电网对低碳电力系统的支撑意义及其实现方法

***一***智慧电网对低碳电力系统的支撑意义

根据以上对智慧电网目标的探究，我们可以看出，低碳电力系统实施的主要意义在于实施环保输电与用电，实现低碳化意识，使得电力系统能够得到更好的支撑作用。从具体角度分析，智慧电网的环保作用主要分为直接阶段与间接阶段。直接阶段是指从根源处使得化石燃料消耗量减小;间接阶段是指通过提高终端能效、减少过程损耗所带来的节电量，进而使得源头能源使用量减小;直接减排效益是指由于减少源头能源使用所减少的CO排放量;间接减排效益是指通过优化投资，实施更多的能效专案，进而带来减排效益。

***二***实现低碳电力系统的方法

要想通过智慧电网来探究实现低碳电力系统的方法，首先要清楚电力系统的发电、输电、配电以及用电四个环节。具体使用方法主要体现在以下几个层面：首先，要实现清洁发电，在发电过程中大量使用可再生能源，使得以往使用的化石能源大量减少，保证发电过程中的环保效能。其次，要实现优化排程，它主要表现在输电期间，合理的安排输电的环节，使得输电期间能够更加安全、经济与高效。然后，要实现合理用电管理，保证使用者与电力系统之间的使用更加方便，服务水平有所好转，用电效率得以提高。最后，要实现投资优化，使得使用者的电力负荷程度得以改善，减小电网的投资。

三、结束语

根据上文的分析，我们可以看出，由于科学技术的快速发展与社会文明的进步，我国社会现代化建设程序逐渐加快，社会上大众的物质需要与文明需求共同对电力系统的发展提出了更加完整的发展要求，使其更能快速的保证大众水平得以提高，使得国民经济发展得以加速。在我国社会环保意识逐渐强化的基础上，低碳电力系统如何依赖智慧电网来实现自身的持续发展是电力系统研究人员最为关心的热点话题之一。因此，本文中详细针对智慧电网做出了相关的分析介绍与说明。对此，希望各方能够引起注意与重视。

>>>下页带来更多的

技术经济学作为整体学科，有着深刻的内涵与广博的研究领域，而技术经济学发展史却是循着技术经济学学科的核心及其精华部分而开展研究的。下面是我为大家整理的技术经济学课程论文，供大家参考。

摘要：相对成本是从供给方面对产业结构变动发生影响的因素，是各种生产要素组合的综合比较利益的指标。相对成本较高的产业，很有可能在相对国民收入方面不占优势，不能吸引资源向该部门流动，该产业部门也无法得以快速扩大。

关键词：科学技术;经济发展

1科学技术是推动生产力发展的重要因素

科学技术使机器体系发生了根本的变化

机器系统在十九世纪机器使用的初期由传动机、发动机、工具机或工作机三个部分组成。电子计算机科学技术的发展过程中作为机器的一个部分进入机器体系，为传统的机器系统增加了自动控制和调节装置，将机器大生产转变为全盘自动化的大生产。生产的全盘自动化能够用机器操纵机器，还可以使人类能够用机器制造机器。机器代替了一部份人脑的功能，而且也代替了人繁重的体力劳动，让人们有更多的精力与智慧参与更多的创造性劳动。国外有人统计：物化在生产中的体力劳动和脑力劳动之比在机械化初期为9∶1;在中等机械化水平时为6∶4;而在高度机械化时为1∶9。

科学技术使劳动对象发生了根本的变化

科学技术的发展，使人工合成材料正在向多品种、料正以每年约5%的速度增长;还可以使人类在自然资源的开发、利用方面不断向广度和深度探索。现寸的人工合成的化合物全世界已知的有800多万种，并且每年在以25万种的速度持续上升，特别是像新型合金材料、非晶态金属、超导金属材料等，其独特良好的性能，令劳动对象发生了革命性的变革。

2科学技术是产业结构优化升级的根本动力

一个国家国民经济系统中各个产业之间的比例关系和相互联系的形式就是我们所说的产业结构。英国的配第1691年初步提出了三次产业的分类方法，并使用了商业、农业和工业的概念。新西兰的费舍尔1935年第一次明确使用了第一产业、第二产业和第三产业的概念用来分析产业结构。此后，克拉克对三次产业的内涵作了明确的界定，认为第一产业即指农业，包括所有的畜牧业;第二产业即指工业;第三产业又称服务行业，主要包括建筑业、运输业、通讯业、商业、金融业以及国防和行政管理部门，还包括私人家庭服务等。产业还可以分为劳动密集型产业、资本密集型产业和知识密集型产业(技术密集型产业)。此外，西方学术界还有朝阳产业(或新兴产业)与夕阳产业(或传统产业)的划分。产业结构优化升级是经济增长的基础，而科学技术则是产业结构优化升级的根本动力。

科学技术使劳动生产率提高和劳动力转移，进而推动产业结构优化升级

随着经济的发展，第二产业国民收入和劳动力的相对比重逐渐上升，第一产业国民收入和劳动力的相对比重逐渐下降;随着经济进一步发展，第三产业国民收入和劳动力的相对比重也开始上升，这是根据配第•克拉克定理得出的。生产领域所需劳动力在生产规模不变时，与技术成反比，劳动力渐渐从技术进步的部门中游离出来，然后向需求上升的新兴产业和服务部门转移，这样一来就使产业重心向第二、第三产业转移，进而促使产业结构优化升级。18世纪中叶，以蒸汽机广泛使用为标志的第一次技术革命，使欧美一些国家逐渐由农业占主导的产业结构转变为轻纺工业占主导的产业结构;19世纪下半叶，以电力应用为标志的第二次技术革命，不仅使欧美一些国家原有的采矿、钢铁业加速发展，同时形成了电力、电器、石油、化工、汽车、飞机等一系列新兴产业。20世纪中叶以来，以微电子技术为核心的现代技术革命，使第一产业在国民收入中的相对比重趋于减少，使第二产业在国民收入中的相对比重在逐渐下降，而第三产业则在国民收入中的相对比重快速发展。

科学技术使相对成本发生变化，进而推动产业结构优化升级

相对成本是从供给方面对产业结构变动发生影响的因素，是各种生产要素组合的综合比较利益的指标。相对成本较高的产业，很有可能在相对国民收入方面不占优势，不能吸引资源向该部门流动，该产业部门也无法得以快速扩大。虽然影响相对成本的因素很多，其最重要的因素就是技术进步。科技技术进步提高了物力资源和人力资源的投入质量，提供了新的生产方法和新的生产工具，致使生产成本显著降低和生产效率大幅度提高。但各产业相对成本由于各产业部门技术进步的速度不同也有所不同，因此造成了产业部门之间“生产率上升率不均等”的现象。也是这种生产率上升率的差异，推动了产业结构的变动及其高级化。世界产业结构中的支柱产业随着科学技术的发展已由重化工业、农业、高加工工业、轻纺工业转化为技术密集型产业。

参考文献

1、技术经济学课程教学改革研究与实践邓燕雯;陈秋华;吴声怡;曹仁稳;高等农业教育2006-03-30

2、中小企业技术创新金融缺口及其经济学解析马良华,阮鑫光科研管理2004-05-20

摘要：智能电网的特点包括:清洁与低碳.智能电网作为一个高效、环保的能源体系，可以提高能源的生产、转化、输送和利用效率。提高了能源的安全性、经济性、清洁性和环境友好性。

关键词：智能电网;技术经济

一、智能电网的技术经济关键问题

智能电网建设是个重大的系统工程，除了有发展模式难题要解决外，还有技术经济关键问题。我国的智能电网应该是一个坚强的电网，特高压和智能化变电站将是最大的挑战，其建设应涵盖发电、输电、变电、配电、用电、调度和通信等六个环节。其中发电环节存在的问题包括可再生资源发电的经济性，发电系统的最优规划和多种发电方式的最优取舍。输电环节的问题包括输电网的最优选择和输电网络运行的经济性。用电环节中的需求调节、有序用电和双向营销问题等。

二、智能电网综合效益评价

智能电网建设对经济增长的影响分析

智能电网建设是能源基础设施建设的重要组成部分，其耗资巨大，涉及范围广。对相关产业的拉动影响明显，智能电网建设的投入将以翻番的效果拉动经济增长。与此同时，随着全社会现代化进程的加快，电力在社会经济发展中的无可取代性日渐突出。智能电网的建设对转变经济发展方式及实现经济的快速、高效、可持续性发展的保障作用越来越显著。

智能电网的社会效益分析

在能源基础设施建设中，电力是不可或缺的基础产业，其对相关工业、机械、热力产业的推进作用显著。因此，智能电网的建设首先可以促进相关产业的发展和产业结构的优化升级。可以推动电工、制造业的产业更新升级、智能电网建设依托的通信、电子行业的发展可以助推通信网络的发展和社会的全面信息化。其次，智能电网的建设可以保障国家的能源安全。其可以弥补我国当前电力系统脆弱性，既防止了自然灾害可能引起的大面积停电。又能减轻人为攻击对国民经济和人民生活带来的安全威胁。最后，智能电网的建设可以协调区域分工与协作，缩小地区差异，既避免了能源资源的浪费也减轻了能源运输的压力。

智能电网的环境效益分析

智能电网的特点包括:清洁与低碳.智能电网作为一个高效、环保的能源体系，可以提高能源的生产、转化、输送和利用效率。提高了能源的安全性、经济性、清洁性和环境友好性。智能电网节能减排的能力可以提现为三个方面：第一、电源优化能力：增大了清洁能源所占的比例，提高了清洁能源的使用效率，新能源的接入和对传统能源的替换，实现了节能减排。第二、电网增效能力：从输电距离上，智能电网通过改变能源资源布局，缩短了运输距离。从电压等级上看，智能电网减少了输电、配电过程的损耗，提高了能源的利用率。第三、负荷整形能力，智能电网利用价格机制将高峰时段的用户转移到低谷时间，缓和了用电负荷。

参考文献

1、我国粮食作物技术进步模式的经济学分析杨巍中国农业科学院2007-06-01

关于智能技术在变电站中应用探究论文

在日复一日的学习、工作生活中，大家一定都接触过论文吧，借助论文可以达到探讨问题进行学术研究的目的。写起论文来就毫无头绪？以下是我帮大家整理的智能技术在变电站中应用探究论文，仅供参考，大家一起来看看吧。

随着科技的不断创新、改革，当前电力企业当中，智能技术有了突飞猛进的发展，具备智能化、集成化、标准化等特点。智能技术在变电站中的应用非常广泛，能够应用在设备层面、间隔层面以及站控层面，智能技术的合理应用不仅能够降低变电站对人工的依赖性，还能够显著提升变电站数据的收集、数据正常性判断的准确性等。本文主要分析变电站中智能技术的应用。

近些年，智能化技术在不断的创新，越来越多的先进技术在各个行业当中逐渐普及。智能技术在当前已经较为成熟，在工业产业当中，智能技术本质上就是代替人工进行一些分析、操作。相关研究报道，合理应用新型设备、自动化设备、电子计算机、新技术以及新工艺等智能技术能够显著改善电力行业的经济价值，能够达成高效、高产、低能耗以及低成本的企业目标。

1、智能技术在变电站的使用现状

我国当前主要的枢纽性变电站数量大约有1000座左右，其中大部分已经基本实现自动化管理、运作。智能技术在其中有着较多的使用，并且取得的经济效益十分是显著。采用先进的智能数据整理、收集与对比系统，能够给予变电站非常多的自动化、智能化功能。在新型变电站中，主要有全部分散、局部分散以及集中配屏等多种模式，智能系统在多个模式当中具备的功能大致相同，具备基本的监控功能、保护、防误操作、事故紧急修复、经济运维处理、设备实施管理等等。传统变电站与智能技术变电站而言其体系结构全然不同，其信息的交替效率也有所不同。想要将传统变电站全面改造成为智能化变电站，在技术上、安全性上以及造价成本等方面都有相当的难度。对此，智能技术应用在变电站中的优化工作重点应当是新变电站的建设方面。

我国终端站以及受控站的数量大约有1万左右，其因为人力资源以及资金等方面的限制，当前还无法真正、全面的实现智能化。在当前，新建变电站已经能够全面完成智能化管理。而对于常规变电站而言，变电站的无人化、自动化问题仍是问题解决重点。在未来的工作中，应当尽量将变电站向无人值班转变。对此，就需要电气设备具备更加强大的自动控制功能和更高的安全性。

2、智能技术在变电站当中的应用

引入控制端

引入计算机终端，促使变电站具备自动化控制功能。计算机终端系统能够按照实际的要求检测变电站的电能转变、运输等情况，判断运输电力时的电压、时间等情况，从而判断故障的发生。此外，计算机终端还能够通过数据的实时监控，实现自动化控制的功能，从而降低突发事件所引发的变电站故障，从而提升供电的可靠性。

分级控制技术

基于电力安全运输、管理的要求所创造的分级式控制技术，在站控层、间隔层以及设备层等方面实现了基本相对应的分级控制模式，这不仅能够显著的降低中央处理设备的负荷，还能够促使设备体现较高的使用效率，从而实现集中式控制，并且消除潜在的安全风险。

光纤技术的应用以及电力装置的集成性

智能变电站能够借助光纤技术完成变电站与变电站之间的各个控制层局域网管理目的，在控制中心可以分别对站控层、间隔层以及设备层的实时信息，实现自动传播信息。与此同时，局域网当中的控制层能够借助光纤技术更加稳定、可靠的传输各类数据。电力装置的集成性配合光纤技术能够将电力装置的所有运行参数进行集成化传输、管理，从而节约数据收集的时间，节约设备的维护繁琐性。

实现全局或局部智能控制

智能设备在变电站当中的合理使用能够基本满足智能化控制的需求。通过对变电站各级设备的优化控制，能够完成电流闭锁装置、电流互感器以及控制柜等设备的智能化管控，从而实现设备半自动、全自动化管理。

智能技术在变电站中的突出应用

智能技术在变电站当中的应用能够促使变电站实现高压配电设备具备智能化，完成小范围内的智能化电网建设工作。基于智能传感器的实时监控能力，监控电力设备的运行状况，并根据监控结果进行实时的调整、控制。智能技术在变电站中能够使一次变电设备实现一体化控制、检测。对于高压设备的断路器实现一体化设计，从而实现一体化管理的目的。

智能技术在变电站中基于计算机终端，通过站控系统便可以实现全面的设备检测，并可以按照实际需求不断的完成电力设备运行数据的实时监测以及各类型智能变电装置的工作信号的监控，检测变电站的输出、输入状态。智能技术在变电站当中大量应用，能够极大程度的控制无效数据的采集量，并提升变电站的整体监控效率。

采用先进的数据采集智能系统，能够促使智能变电站具备相当庞大的信息收集能力。基于先进的数据处理技术，智能变电站便具有非常显著的信息处理效果。借鉴在线处理技术以及数据库模型技术，智能变电站能够具备基本的故障诊断能力以及状态监测能力，工作人员需要将变电站内部的设备正常工作状态时的特性、参数输入到数据库当中，系统便可以根据输入的参数、特性与当前检测到的数据是否一致来判定变电站是否处于正常工作状态，并在协议允许范围之内进行自主整改、调整，能够在一定周期之内完成变电站基本设备的实时工作状态监测、评估以及上报等工作。

3、总结

综上所述，智能技术在变电站当中的巧妙应用，不仅能够降低工作的复杂性、繁琐性，还能够极大程度的提升变电站的自动化程度，对于变电站而言有着极其重要的意义。电力企业的创新必然需要依靠智能技术，通过改善智能技术优化电力企业变电站的运维质量，从而实现智能化发展。

摘要

随着科技的发展，社会的进步，国家电网快速发展，智能变电站的建设也越来越多，智能变电站由智能设备和智能高级应用两个特征，具有多信息融合，智能化监控设备状态、智能化变电站防误闭锁等高级功能。智能变电站的普及为实现我国变电站的自动化运行和管理会带来深远的影响，具有重大的技术和经济意义。

【关键词】智能变电站防误

智能化变电站由智能化一次设备(电子式互感器、智能化开关等)以及网络化二次设备分层(过程层、间隔层、站控层)构建，它建立在IEC61850标准和通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。智能变电站为采用先进、可靠、集成、低碳、环保智能设备，并以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，采用自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，能够实现变电站运行操作自动化、变电站信息共享化、变电站分区统一管理、利用计算机仿真技术实现智能化电网调度和控制的基础单元。智能变电站体现了集成一体化、信息标准化、协同互动化的特征。

1、智能变电站的智能特征

智能变电站是与传统电网相对而言的一种新型电网，其智能主要包含智能设备和智能高级应用在两个方面。

智能变电站的智能设备

智能变电站的智能设备由一次设备和智能组件有机结合而成，智能变电站系统由过程层、间隔层和站控层3层组成，

智能变电站的过程层由一次设备和智能组件构成的智能设备、合并单元和智能终端组成，能够完成变电站电能的分配、变换、传输、测量、控制、保护、计量以及状态监测等相关的功能。

智能变电站的间隔层设备一般由继电保护装置、测控装置、故障录波等二次设备构成，能够实现使用一个间隔的数据并作用于该一次设备的功能，即与各种远方输入/输出、智能传感器和控制器通信。

智能变电站的站控层功能高度集中，能够在一台计算机或嵌入式装置中实现，同时也可在多台计算机或者嵌入式装置中实现。它主要由自动化系统、站域控制系统、通信系统、对时系统等子系统构成，能够实现面向全站或者一个以上一次设备的测量和控制功能，能够完成数据采集和监视控制、操作闭锁以及同步相量采集、电能量采集、保护信息管理等相关功能。

智能变电站的智能高级应用

智能变电站的智能是与传统的变电站相对而言，传统的变电站大都也实现了自动化控制，但是这种自动化是被动式的，与现在意义上的智能变电站是有区别与差异的。智能变电站具有良好的互动功能，可以与调度机构友好互动，其采集数据信息量非常大，全景采集，经站内信息一体化平台和电站自动化系统高级应用模块，来对数据进行初步的挖掘、分析，以便实现智能告警、顺序控制、设备状态可视化、事故综合分析决策等智能功能

2、 多信息融合，智能化监控设备状态功能

智能变电站采用信息融合(数据融合)技术对多种信息的获取、表示及其内在联系进行综合处理和优化。多信息融合技术能够从多视角进行处理及综合，可以得到各种信息的内在联系和规律。智能变电站现在已经实现了广泛的在线监测，可有效获取电网运行状态数据，掌握各种智能电子装置的故障动作信息及信号同路状态。而状态监测与诊断系统的有机结合，可以对变电站设备进行综合故障诊断：根据获得的被监测设备状态数据，利用多信息融合技术、结合被监测设备的结构特性和参数对设备进行综合故障诊断，结合其运行历史状态记录以及环境因素，对被监测设备工作状态和剩余寿命做出科学、合理的正确评估，以减少故障，确保设备安全、稳定运行。

3、智能化变电站防误闭锁功能

智能化变电站防误闭锁系统根据IEC61850标准三层架构体系构建，分为站控层防误主机、间隔层智能防误装置、过程层智能闭锁单元、机械和电气锁具、闭锁附件，及电脑钥匙等部分。其中防误主机、智能防误装置层以及智能闭锁单元之间所采用的均为IEC61850规范完成变电站内各种操作的防误闭锁，能够有效实现智能变电站防误闭锁的强制性和全面性要求，同时实现与监控系统站内模型信息共享，监控系统与防误闭锁系统信息交互免配置等功能。其主要功能特点如下：

标准统一、信息共享

智能化变电站各设备及系统之间数据采用统一的IEC61850标准进行交互，为防误闭锁装置和自动化装置互联与互操作性提供了技术上的支持，所以两者之间的数据能够好的进行交互访问，能够在误闭锁装置独立的基础上实现信息统一和共享。

全面防控、强制闭锁

智能化变电站系统根据IEC61850标准三层架构体系构建，能对五防主机和监控系统提供设备操作的所有五防功能，实现了间隔层防误。同时，为了防止过程层网络GOOSE报文错误或者监控系统未经防误系统解锁直接操作智能电动开关设备而可能导致的误操作，在过程层上设置智能闭锁单元，能够实现防误闭锁的强制性要求，智能闭锁单元同时支持就地操作时使用电能钥匙对其进行解闭锁操作功能。

顺控操作

顺控操作由间隔层智能防误闭锁装置和监控系统配合完成，顺序控制操作方式是指通过监控中心的计算机监控系统下达操作任务，再由计算机系统独立地按顺序分步骤地实现操作任务。按防误操作方式可分为：远、近控均采用逻辑防误加本间隔电气节点防误。智能防误闭锁装置具有良好的开放性以及互操作性，融合了从权限管理、唯一操作权限管理、模拟预演、实时逻辑判定、闭锁元件五个方面，能够完整的实现对设备操作的防误功能，最大限度地实现防误功能。

智能变电站是智能电网的重要基础和支撑，同时是变电站建设和发展的方向，我们要结合我国智能电网发展的情况，充分发挥智能变电站的功能，做好我国智能变电站的建设工作，为促进我国电网向自动化、信息化发展做出应有的贡献。

参考文献

[1]苏鹏声，王欢.电力系统设备状态监测与故障诊断技术分析[]J.电力系统自动化，2003，27(l)：61-65.

[2]王璐，王鹏.电气设备在线监测与状态检修技术[]J.现代电力，2002，19(5)：40-45.

[3]严璋.电力设备绝缘的状态维修[A].电力设备状态检修和在线监测论文集[C].2001.

作者简介

董德永(1981-)，男，现为国网辽宁省电力有限公司辽阳供电公司工程师。研究方向为高电压电气设备绝缘。

作者单位

国网辽宁省电力有限公司辽阳供电公司辽宁省辽阳市111000

摘要：介绍智能变电站的涵义、结构、应用，分析其关键技术并提出智能变电站的一些应用。智能化变电站是在数字化变电站的基础上，根据标准的通信协议体系，考虑到智能电网中分布式电源的大量接入和与用户的互动性要求，应用数字化测量等智能技术构建的智能电网枢纽；智能变电站建设是智能电网发展的基础。

关键词：智能变电站技术功能

中图分类号：TM76文献标识码：A文章编号：1007—3973(2012)009—042—02

1、引言

目前，国家电网公司正在大力推广智能电网的建设，作为智能电网的一个重要组成部分智能变电站正在越来越称为今后电网建设的主流，虽然关于智能变电站的相关技术、规范还处于不断的改进、修订过程中，智能变电站在实际工程中的应用已经在不断的扩大，技术、经验也已经不断的成熟。下面我们对智能变电站的一些技术、功能等方面作一简单介绍。

2、智能变电站的涵义

目前，广为认可的对智能变电站的定义是“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”。

3、智能变电站的结构

智能变电站内的设备

智能变电站内的设备按照功能的不同可分为三大类(有时常被称为三层)：

过程层：主要指一次设备，变压器、断路器、互感器、刀闸等；

间隔层：主要指二次设备，保护装置、测控装置、在线监测装置、自动装置等；

站控层：基于计算机主机的后台系统、监控系统、远动、视频安防。

智能变电站与传统变电站的区别

智能变电站与传统变电站相比一个很大的区别在于：二次设备和一次设备的功能重新定位，并且一次设备的智能化改变了传统变电站中继电保护设备的结构。

其中，一次设备的变化主要体现在一次设备的智能化：

(1)互感器方面的变化。由电子式互感器取代以前的常规互感器，这里包括电流、电压互感器。AD变换装置移入电子式互感器，并配备高速数据接口。(2)开关方面的变化。由智能化开关取代以前的常规开关，开关量输出DO、输入DI移入智能化开关，保护装置发布命令，由一次设备的执行器来执行操作。表1为常规互感器与电子式互感器优缺点的比较。

电子式互感器就其结构原理分为有源式和无源式两种类型，目前广为采用的是有源式结构。

从电压等级上区分，大体上也分为两种：

(1)110kV及以上采用数字输出的电子式互感器，需要合并单元；

(2)10kV、35kV采用模拟输出电子式互感器直接接入就地四合一智能单元。与电子式互感器配合使用的设备被称为“合并单元”，它是实现电子式互感器与二次设备接口的关键装置。它的作用主要有以下几个方面：

1)数据合并：合并单元同时接收并处理三相电流和电压信号，并按照IEC60044—8或IEC61850—9—2格式输出；单间隔内IEC61850—9传输，跨间隔60044—8/FT3传输；

2)数据同步：合并单元实现独立采样的三相电路和电压的信号同步；

3)信号分配：智能二次设备从合并单元获取一次电流电压信息；

4)激光供能(户外支柱式电流互感器)；

5)完善的自检功能，如CT断线等。目前，真正意义上的智能开关还未得到广泛的生产及应用，在实际中应用较多的是在传统开关上，安装智能装置，提供开关量输出DO、输入DI，接收保护装置发出的命令，由一次设备的执行器来执行操作。实现此功能的设备被称为“智能终端”，通过它实现输出DO、输入DI信号的光电转化。

它的作用主要有以下几个方面：

a)给传统断路器或变压器提供数字化变电站接口，接入GOOSE网络和MMS网络；

b)在开关端子箱安装智能终端：对刀闸等进行状态采集和控制，就地操作箱功能；

c)在变压器端子箱安装智能终端，实现变压器测控功能：采集温度、档位、非电量、中性点地刀等状态，控制风扇和档位。

可见，目前被广泛使用的“智能开关”是由一个“传统开关”，一个“合并单元”以及一个“智能终端”组成的集合体。它所实现的功能已经基本具备了真正意义上的“智能开关”的一些常用的功能了。

在电子式互感器进行采样时，涉及到同步的问题，即需要使相关的几种设备之间传输、交换的数据达到相对的同步。这有点类似于传统变电站保护测控装置中的所使用的GPS对时功能。

在这里我们采用的是在过程层构建独立的采样同步网，这里我们采用了IEEE1588精密对时协议，它的优点主要体现在以下几个方面：

(1)硬件对时精度在ns级别，满足计量需要；

(2)与数据网络合一，减少了故障点，增加了系统的可靠性；

(3)支持绝对时间；

(4)光纤纵差保护可以借助硬件1588实现与合并单元的同步；

(5)软件1588可以实现事件“打时标”的要求。

说到信息通信，我们不得不提到GOOSE网络，它与传统变电站中的通信网络系统相比有以下几个特点：

(1)GOOSE(面向通用对象的变电站事件)以快速的'以太网组播报文传输为基础，代替了传统的智能电子设备(IED)硬接线的通信方式，为逻辑节点间的通信提供了快速且高效可靠的方法；

(2)GOOSE服务支持由数据集组成的公共数据的交换，主要用于保护跳闸、断路器位置、联锁信息等实时性要求高的数据传输；

(3)GOOSE服务的信息交换基于发布/订阅机制基础上，同一GOOSE网中的任一智能电子设备，既可以作为订阅端接收数据，也可以作为发布端为其他设备提供数据。这样可以使得设备之间通信数据的增加和更改变得更加容易实现。

可以说，引入了GOOSE通信技术后，变电站内的信息通信系统变得更加强大了。

目前，对一次设备进行智能化改进，主要包括：断路器智能化、变压器智能化。

其中，断路器智能化方案包括：

(1)研制功能合一化的智能组件装置；

(2)合并单元+开关控制器合一的智能组件；

(3)保护+测控+开关控制器+合并单元，四方面功能合一的智能组件；

(4)监测功能组主IED；

(5)优化检测设备传感器的配置；

(6)一体化设计智能组件与机构，简化回路；

(7)使用软件联锁替代硬件联锁；

(8)研制机构控制器；

(9)简化断路器和刀闸机构；

(10)从机构到智能组件柜实现光纤替代电缆；

(11)用自动控制替代手动控制。

同时，当以GIS设备为代表的等设备的智能化方案中，GIS智能组建柜内包括：主IED、断路器机械特性在线控制IED、局部放电IED、SF6密度及微水监测IED、避雷器在线监测IED、智能终端、合并单元。

现在普遍使用的变压器智能化方案，主要是采用“传统的变压器+智能终端”的方法，实现以下几个方面：

(1)现阶段智能终端已实现的功能；

(2)档位上传与控制；

(3)中性点地刀控制；

(4)非电量及其他信号测量；

(5)主变温度等测量；

(6)冷却控制。

变压器智能组件柜内包括：主IED、控制测量IED、冷却控制IED、局放监测IED、油中气体在线监测IED、分接开关监测IED、套管在线监测IED、非电量保护、合并单元、本体保护。

保护与控制系统和传统保护控制设备的主要区别：

(1)接口。传统保护只需支持传统的5A/100V的模拟量接口，数字化保护需支持GOOSE和SV点对点模式、组网模式等多种接口，接口方式多样。(2)通讯规约。传统保护为103规约，数字化保护需支持IEC61850规约。

4智能变电站的智能高级应用

智能变电站系统除具备以上最基本的应用功能外，还包括以下方面的高级应用功能。

一体化信息平台

在实现传统综自变电站当地监控功能的基础上，利用一体化信息平台，对变电站的全景数据进行综合分析和应用，以实现支持电网的安全优化运行。一体化信息平台的主要功能包括：

(1)实时自动控制；

(2)智能调节；

(3)在线分析决策；

(4)协同互动；

(5)其他高级功能。

从而提高运行管理的自动化程度，减少系统的维护工作量，减轻变电站和调控运行人员的劳动强度。

图形化的配置工具与源端维护

其中，“源端维护”是指利用SCD文件直接生成一体化信息平台的数据库，图形可导出为SVG格式供远端系统使用，从SCD文件导出变电站一次设备连接的拓扑关系，并且从SCD文件导出符合IEC61970标准的CIM模型。

智能告警及分析决策

在目前的变电站监控系统中，告警的方式比较单一，功能也比较有限，基本上信息按照时间顺序全部显示，未作筛选和推理判断处理。一旦发生事故后，信息多，值班人员很难从大量的信息中获取到重要告警信息，影响对事故的正确判断。因此，智能告警与分析决策能够实现：分类告警、信息过滤、在线实时分析和推理变电站运行状态、自动报告变电站异常并提出处理指导等功能。

智能视频

可以实现视频系统与监控系统联动。

(1)正常遥控时。操作人员点击主接线图面上的设备进行遥控时，视频系统能够通过调度编号等信息定位显示设备现场画面，并且在监控机上显示现场的视频。

(2)事故异常时。当发生事故导致站内设备动作时，视频系统能够通过事故总和SOE告警信息主动推出动作设备的现场视频。

此功能需遥视设备厂商与监控系统厂商合作进行。

设备在线监测

采集主要一次设备(变压器、断路器等)的状态信息，进行状态可视化展示并发送到上级系统，为实现优化电网运行和设备运行管理提供基础数据支撑。

采集的数据主要包括：

一体化在线五防

(1)五防规则在监控系统统一制定，在监控系统实现防误闭锁功能；

(2)五防规则由监控系统传递到间隔层测控装置，取消传统电脑钥匙，遥控回路采用硬接点闭锁；对于手动操作设备采用在线式锁具闭锁。

此功能需五防设备厂商与监控系统厂商合作进行。

程序化顺控

(1)可接收和执行调度/集控中心和本地后台系统发出的控制命令，经安全校核正确后，自动完成相关运行方式变化要求的设备控制，具备投退保护软压板功能，具备急停功能，可在站内和远端实现可视化操作。

(2)在顺控控制过程中，变电站可以及时向调度/集控中心反馈执行过程的信息，如当前执行步骤、遥控超时、逻辑闭锁等，以便远端系统能更全面的掌控。

5、结语

智能化变电站是数字化变电站的升级和发展，在数字化变电站的基础上，结合智能电网的需求，对变电站自动化技术进行充实以实现变电站智能化功能。智能化变电站的相关技术及应用正在不断的成熟与积累经验的过程中，相信在不久的将来，智能化变电站的相关技术将越来越成熟、完善，能够为我国电网的建设、运行提供越来越多的帮助。

参考文献：

[1]冯军.智能变电站原理及测试技术[M].北京：中国电力出版社，2011.

[2]钟连宏，梁异先.智能变电站技术与应用[M].中国电力出版社，2010.

[3]周裕厚.智能化变电所—专业技能入门与精通[M].北京：机械工业出版社，2010.

[4]国家电网公司.智能变电站继电保护技术规范[S].

[5]包红旗.HGIS与数字化变电站[M].北京：中国电力出版社出版，2009.