智能電網(wǎng)的發(fā)展和建設(shè)是一項系統(tǒng)工程,涉及諸多學(xué)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(guān)產(chǎn)業(yè)諸如變壓器制造業(yè)的整體技術(shù)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(shù)特征。堅強智能電網(wǎng)基本架構(gòu)如圖 1 所示,其技術(shù)體系包含電網(wǎng)基礎(chǔ)體系、技術(shù)支撐體系、智能應(yīng)用體系和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。電網(wǎng)基礎(chǔ)體系是電網(wǎng)系統(tǒng)的物質(zhì)載體,是實現(xiàn)堅強電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)。技術(shù)支撐體系是指先進的通信、信息和控制等應(yīng)用技術(shù),是實現(xiàn)智能化的基礎(chǔ)。

智能應(yīng)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(wù)的具體體現(xiàn)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系是指技術(shù)、管理方面的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、試驗、認(rèn)證和評估體系,是建設(shè)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(shù)為基礎(chǔ),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(biāo)。變電站又是電力網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點,負(fù)責(zé)連接線路和輸送電能,擔(dān)負(fù)著變化電壓等級,匯集電流,分配電能,控制電能流向和調(diào)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(chǔ)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(shè)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(guān)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(shè)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(shè)備的功能,即與各種遠方輸入、交互,使設(shè)備自診斷結(jié)果與調(diào)動決策和設(shè)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(guān)及電流/電壓互感器等一次設(shè)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(shè)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(jié)構(gòu)最復(fù)雜,故障原因最復(fù)雜的電網(wǎng)設(shè)備。電力變壓器在運行中有不少需要監(jiān)測的參數(shù),如負(fù)荷、油溫、油位、油中氣體和開關(guān)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(diào)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(shè)備智能化重要設(shè)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(shè)備要求至少具有五項基本技術(shù)特征：

測量數(shù)字化 對相關(guān)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(guān)分接位置,開關(guān)設(shè)備分、合閘位置等

控制網(wǎng)絡(luò)化 對有控制需求的部件實現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)控制,如變壓器冷卻裝置、有載分接開關(guān)和開關(guān)操作機構(gòu)等

狀態(tài)可視化 把設(shè)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(shè)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(guān)系統(tǒng)的,如設(shè)備運行管理系統(tǒng)與電網(wǎng)調(diào)動系統(tǒng)可基于智能組件狀態(tài)可視化功能,看到設(shè)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(guān)測量、控制、計量、監(jiān)測和保護等一體化融合設(shè)計,做到簡潔、簡單,減少占用空間

信息互動化 與調(diào)動系統(tǒng)交互,與設(shè)備運行管理系統(tǒng)理系統(tǒng)有機結(jié)合,可提供變壓器運行自診斷結(jié)果。