智能電網(wǎng)的發(fā)展和建設是一項系統(tǒng)工程,涉及諸多學科和行業(yè),同時,智能電網(wǎng)沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗可供借鑒,必須堅持自主創(chuàng)新。因此,智能電網(wǎng)將會極大地提高我國電力工業(yè)及相關產業(yè)諸如變壓器制造業(yè)的整體技術水平和創(chuàng)新能力。

智能電網(wǎng)具有堅強、自愈、兼容、經(jīng)濟、集成和優(yōu)化等特征,同時具有信息化、自動化和互動化等技術特征。堅強智能電網(wǎng)基本架構如圖 1 所示,其技術體系包含電網(wǎng)基礎體系、技術支撐體系、智能應用體系和標準規(guī)范體系。電網(wǎng)基礎體系是電網(wǎng)系統(tǒng)的物質載體,是實現(xiàn)堅強電網(wǎng)的重要基礎。技術支撐體系是指先進的通信、信息和控制等應用技術,是實現(xiàn)智能化的基礎。

智能應用體系是保障電網(wǎng)安全、經(jīng)濟和高效運行,最大效率利用能源和社會資源,提供用戶增值服務的具體體現(xiàn)。標準規(guī)范體系是指技術、管理方面的標準、規(guī)范、試驗、認證和評估體系,是建設堅強智能電網(wǎng)的制度保障。

智能化變電站對變壓器的要求

智能化變電站以先進的信息化、自動化和分析技術為基礎,靈活、高效且可靠地滿足發(fā)電、用電對電網(wǎng)提出的各種需求,實現(xiàn)提高電網(wǎng)安全性、可靠性、靈活性和資源優(yōu)化配置水平的目標。變電站又是電力網(wǎng)絡的節(jié)點,負責連接線路和輸送電能,擔負著變化電壓等級,匯集電流,分配電能,控制電能流向和調整電壓等功能。變電站的智能化運行是實現(xiàn)智能電網(wǎng)的最基礎環(huán)節(jié)之一。

站控層包括自動化站級監(jiān)視控制系統(tǒng),站域控制、通信系統(tǒng)和對時系統(tǒng)等子系統(tǒng),實現(xiàn)面向全站設備的監(jiān)視、控制、告警及信息交互功能。完成數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制(SCADA)、操作閉鎖以及同步矢量采集、電能量采集及保護信息管理等相關功能。站控層功能高度集成,可在一臺計算機或嵌入式裝置實現(xiàn),也可分別在多臺計算機或嵌入式裝置中。

間隔層包括繼電保護裝置、系統(tǒng)測控裝置和監(jiān)測功能組主智能電子裝置IED(Intelligent ElectronicDevice)等二次設備,實現(xiàn)使用一個間隔的數(shù)據(jù)并且作用于該間隔一次設備的功能,即與各種遠方輸入、交互,使設備自診斷結果與調動決策和設備運行管輸出、傳感器和控制器通信。過程層包括變壓器、斷路器、隔離開關及電流/電壓互感器等一次設備及其所屬的智能組件以及獨立的智能電子裝置。

電力變壓器是過程層中最重要的高壓設備之一,由于其事故率高,故障影響大,對電網(wǎng)可靠性有較大影響。電力變壓器也是結構最復雜,故障原因最復雜的電網(wǎng)設備。電力變壓器在運行中有不少需要監(jiān)測的參數(shù),如負荷、油溫、油位、油中氣體和開關分接位置等;也有一些需要控制的部件,如冷卻系統(tǒng)、有載調壓系統(tǒng)等。綜合這些因素可以看出,電力變壓器具有智能化價值,是高壓設備智能化重要設備之一。

智能化變電站主要對電力變壓器的測量、控制、計量、監(jiān)測和保護等部分的要求與常規(guī)變電站不同,智能化變電站對其智能化設備要求至少具有五項基本技術特征：

測量數(shù)字化 對相關參量就地數(shù)字化測量,所屬參量包括變壓器油溫、有載分接開關分接位置,開關設備分、合閘位置等

控制網(wǎng)絡化 對有控制需求的部件實現(xiàn)基于網(wǎng)絡控制,如變壓器冷卻裝置、有載分接開關和開關操作機構等

狀態(tài)可視化 把設備狀態(tài)信息,通過智能組件的自診斷,以可辨識的方式,使設備狀態(tài)在電網(wǎng)中是可觀測的,所謂狀態(tài)可視,并非對運行人員而是對相關系統(tǒng)的,如設備運行管理系統(tǒng)與電網(wǎng)調動系統(tǒng)可基于智能組件狀態(tài)可視化功能,看到設備健康狀態(tài),自動生成檢修方案,優(yōu)化電網(wǎng)運行

功能一體化 將相關測量、控制、計量、監(jiān)測和保護等一體化融合設計,做到簡潔、簡單,減少占用空間

信息互動化 與調動系統(tǒng)交互,與設備運行管理系統(tǒng)理系統(tǒng)有機結合,可提供變壓器運行自診斷結果。