国外智能变电站技术的发展现状采用IEC61850标准的变电站在欧美被称为“NextGenerationSubstation,下一代变电站”,类似智能电网从“IntelligentGrid”逐渐到如今的“SmartGrid”,“IntelligentSubstation”也逐渐为人们所接受。各国国情及发展方针存在巨大的差异,欧美智能变电站发展思路是:利用新设备、新技术来服务于变电站的运行和维护。相对于国内智能变电站从发电、输电、配电、变电、用电、调度等环节进行系统统筹规划发展,对智能变电站进行全局化的设计,欧美国家由于其输配电分离等体制及法律法规的限制,使其一、二次领域的结合,电力与通信领域的合作都存在重重阻力,导欧美国家难以系统性地提出智能变电站的定义或发展理念,转而更多的关注局部领域。这一限制使得欧美国家在智能变电站中所涉及的领域在中国智能变电站范畴内,但仅涉及部分内容。这也为将来中国智能电网在国际范围内推广带来强劲的竞争优势[1-3]。80214
作为智能变电站的通信标准,IEC61850也经历了较大的发展、变迁。自TC57技术委员会在2002发布IEC61850标准后,经过一系列适应新技术的更新、合并后,从原先的41项内容到如今较为集成化、完整化的21项。这段发展期间,IEC61850标准也经历了从“变电站通信网络和系统”到“电力公共事业自动化通信系统和网络”的主题变迁[4]。发展到如今IEC61850包括10个章节,14个标准,在变电、输电、配电自动化系统中发挥着越来越重要的作用,也为电力系统自动化系统的统一、互联奠定了技术基础[5]。
2我国智能变电站发展现状
在2009年5月智能电网发展规划提出以前,尽管IEC61850标准的引入推动了变电站从传统往数字化发展的进程,但由于缺乏明确和清晰的发展规划,总体步伐较为缓慢。智能电网发展规划提出后,不仅对变电站提出了更高的要求,同时从整个电网的角度为我国变电站的规划和发展指出了一个明朗的方向[6]。论文网
我国智能变电站的建设发展包含技术研究、产品研究、方案设计、工程建设、运行维护等所有环节,但由于电力需求的持续增长,现阶段国内智能变电站发展着重于工程建设上。相比之下,欧美国家的发展重点则放在运行维护上[1]。国内智能变电站采用了大量的新材料、新设备、新技术、新工艺,在为智能电网提供坚强、可靠的变电支撑的同时,全面提高我国智能变电站的整体水平,国内智能变电站发展重点在于技术的先进性。经过近几年的大批智能变电站的发展建设,国内智能变电站技术进入了新纪元,在技术发展的同时兼顾成本的控制,为实现经济环保且高效率的智能变电站实现奠定基础[7]。
随着我国智能电网行业的推进,不断有新的技术投入到智能变电站的使用中。智能变电站“三层两网”的结构大大方便了数据传输和数据共享,同时传统变电站中的硬接点也为光纤取代;电子式互感器OCT、EVT的使用,极大程度的简化了二次回路;顺控操作逐渐取代传统的倒闸操作,使得值守人员误操作率大大降低,保障了系统的稳定可靠运行[8]。尽管近年来智能变电站技术在国内取得了长足发展,但是目前人就存在许多问题。除去一部分新建的智能站外,我国智能变电站大多是在传统变电站上基础上进行改造,其相对较低的智能化给系统运维带来很多麻烦,改造过程也消耗很大的人力物力,而且这个过程所使用的设备很多,供应商也各种各样,因此设备的兼容性问题也是非常严峻;因为要对不同供应商的不同设备进行兼容性连接,无形中增加了额外的成本,同时也增加了很多事设备的接口,对工程操作人员的运行维护带来很多麻烦,同时众多的接口也增加了设备损坏的概率;现如今智能变电站中所使用的很多电子式互感器,尽管带来了许多的方便,但是其受环境影响比较大,气候的变化会对电子式互感器带来较大的误差,使得系统的稳定性方面存在更多的不确定性因素[9]。