智能變電站技術及其對繼電保護的影響

在我國目前電力事業發展的形勢下，智能變電站技術作為變電站自動化技術的主要發展方向，逐漸成為電網體系建設中的核心內容。近年來，我國加大了對智能變電站技術的實踐運用力度，為實現電網系統朝下一代更為先進可靠的自動化和智能化技術發展提供了平臺，促進了智能變電站技術在我國電力事業中的推廣與發展。

一、智能變電站技術概述

按照《智能變電站技術導則》可將智能變電站歸納為以下含義：合理運用先進環保、運行穩定的智能設備，提高變電站數字化和信息化水平，并按照要求自動完成信息采集、數據測量、運行控制、狀態監測等工作，能有效實現變電站或電網之間互動調度的新型變電站。在電力系統自動化全球通用標準（ICE61850）的要求下，智能變電站充分體現了電力設備智能化、交互標準化、實用互動化等技術特點。其中， 智能變電站建設要建立在一次設備智能化的基礎上，目前廣泛應用的一次設備是在常規設備的基礎上結合智能組件所有成的，例如智能斷路器、變壓力等等。隨著光纖網絡和電子感應器在智能變電站中的投入使用，實現了一次設備與二次設備之間的數據傳輸自動化，以及信息資源共享，弱化了傳統意義上的二次回路。此外，智能變電站設備之間的通信方式均符合ICE61850 標準，即使設備制造商不同，但其生產的設備均要執行統一的標準，大大簡化了設備安裝與維護的工作流程。

二、智能變電站的體系架構

智能變電站與傳統變電站相比，其繼電保護采用了過程層網絡為核心的架構體系，統一執行ICE61850 標準。按照智能變電站的功能，從邏輯上可分為站控層、間隔層以及過程層，任何兩層之間分別構成了站控層網絡和過程層網絡。從繼電保護的角度來看，站控層網絡的主要職能是負責傳輸整定值和文件，并負責對文件進行修改、錄波、召喚等等；過程層網絡的負責傳輸采樣值、開關運行狀態信息、閉鎖、跳閘等信號。兩個系統在運行中的實效性與穩定性，是智能變電站繼電保護所需要的基本性能。

在傳統變電站中，繼電保護有專門的采樣和命令信號通道，具有一定的延時性，而智能變電站繼電保護則采用以太網數據幀的形式進行采樣值和命令信號的通信傳輸。因此，智能變電站繼電保護運行中對過程層網絡有相當高的依賴性，對其進行合理的規劃設計和調度具有十分重要的意義。

三、智能變電站技術及其對繼電保護的影響

3.1 信息數據和保護原理的影響

從變電站繼電保護的信息數據來看，智能變電站技術對其帶來的影響主要包括以下方面：1、電子感應器代替了傳統的電磁感應器，使繼電保護元數據發生了很大的改變， 主要針對于傳統電磁感應器的算法和既定原則都需要進行優化和重新擬定；與傳統電磁感應器相比，電子感應器具有響應速度和在線性度以及頻寬帶度等方面的優勢，勢必會促進繼電保護生成新的算法與原理。此外，電子感應器還帶來了數據延時與同步的問題，也給繼電保護帶來了一定程度上的影響，因此，要對其進行深入分析研究。2、在統一執行ICE61850 標準的情況下，二次信息需要進行統一建模，給繼電保護的數據處理和應用帶來了很大改變，不同設備之間實現了交互式運行，大量數據信息實現了傳輸、存儲、挖掘，上述變革均給繼電保護帶來了新的保護原理和保護組態。3、改變了繼電保護的傳輸方式，從傳統的二次電纜連接傳輸變成以交換機和光纖為介質的信息網絡傳輸，提升了跨間隔保護的靈活性和便捷性，促進繼電保護新實現方法的產生。同時，網絡傳輸帶有一定幾率的數據延遲、亂碼、丟失等問題，這些都將成為繼電保護原理與算法研究的新課題。

3.2 實現機制和調試維護的影響

智能變電站技術打破了傳統采樣、計算和出口一體化的形勢，而是將信息數據與保護對象和裝置分開運行，讓數據動態實現及時存儲，實行了不同系統數據之間的統一管理，極大提高了繼電保護設備以及過程網絡交互運行的便捷度， 實現了數據信息的有效共享，為功能組態遷移和廣域保護創設了數據信息交換平臺。此外，智能變電站技術還提高了繼電保護的可靠性。從調試和維護的角度來看，智能變電站技術實現了保護設備檢修工作的標準統一，但目前智能變電站技術尚處于發展階段，ICE61850 標準也存在理解上的差異， 智能變電站的調試和運維工作面臨著巨大挑戰，繼電保護專業則是其中的重中之重。大部分智能變電站在投入使用后，運行單位往往還需要依靠原來的制造商和調試單位來實現變電站的調試維護，從而制約了智能變電站的推廣與發展。

結束語：智能變電站與傳統變電站相比具有高效率和可靠性的優勢，符合電力系統朝自動化、信息化發展的目標，但在運行過程中仍需要對智能變電站技術進行不斷總結和提升，促進繼電保護技術的發展。

參 考 文 獻