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摘要：变电站是电网的核心与重要枢纽。近年来，随着我国电网智能化建设的逐步推进，我国建设完成并投入试运行的智能变电站越来越多。为了使这些智能变电站的效能得到充分发挥，文章分析了智能变电站的发展现状及主要技术特点，探讨了智能变电站与数字变电站的主要区别，并在此基础上结合实际工作经验提出了智能变电站的基本构建模式。
关键词：智能变电站；技术特点；电网运行；智能化建设
一、智能变电站的概念
智能变电站是采用先进、可靠、集成的智能设备，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、计量和检测等基本功能，同时，具备支持电网实时自动控制、智能调节等高级功能的变电站。
二、建设智能变电站的意义
1、推动智能电网建设
变电站作为电网的基础环节，其自动化、智能化水平将决定智能电网发展高度。之前，我国变电站建设以刚性需求为主，是根据社会经济水平的发展需要而进行的实体建设，因此电网系统结构存在薄弱和不健全的环节，老旧变电站居多，输出通道能力有限，老旧变电站自动化水平不高，变电站之间互动性不强，不能满足智能电网的建设需要。而智能变电站具有先进技术特点和高级应用功能，能弥补传统变电站的缺点和不足。因此，加快变电站的智能化改造和新建，能推动智能电网的建设。
2、促进新能源消纳
我国新一轮能源改革的重点是大力发展新能源发电和促进新能源消纳。但随着新能源的发展，新能源的送出和电网体系结构的不协调问题越来越突出。一方面新能源发电的间歇性和波动性增加了电网调节难度和控制强度，对电网的稳定运行造成冲击；另一方面电网的送出能力与新能源的发展不匹配，变电站的控制水平和送出能力有限，造成大量的“弃风”、“弃光”现象，制约了新能源的消纳。变电站是实现新能源转换和控制的核心平台，是风能、太阳能等新能源接入电网的重要支撑，因此要实现各时段各季节的新能源全部消纳，就迫切需要一个智能化的变电站，将新能源场站与变电站的信息进行互联，通过高级智能模块在线分析和控制新能源的输出能力，同时与调度中心进行信息共享和功能互动，以便调度人员制定合理的调度计划，完善电网结构，为新能源的消纳做好输送保障。
3、提高变电站运行可靠性
智能变电站具有高度集成的智能化一次设备和网络化的二次设备。
集成在一次设备上的智能组件直接将设备状态信息、运行数据转换为标准的数字信号，通过光纤和交换机直接传送给系统主站。遥控传输快速、可靠，遥信变化正确、及时，遥调操控精准、无误，遥测显示精确、无差，不存在常规变电站的控制回路拒动、继电保护回路误动的可能性。同时，智能变电站主站具有高级应用模块，可实现设备状态估计、故障分析、在线决策和智能告警等功能，能快速判断和定位变电站的故障类型和位置，缩短恢复带电时间。通过智能告警，能及早分析和判断故障的危险程度，并制定相应决策，将风险控制在最小程度。
三、智能变电站的特点
智能变电站从性能上而言主要具有集成性、可靠性、交互性、环保性等特征。智能变电站的特征主要表现为：
1、集成性
智能变电站实现了计算机技术、通信技术、传感技术等的高度融合，使得智能变电站系统变得更为先进性。智能变电站的成功构建，其中还应用到虚拟电厂技术与微网技术，使得在数据采集上更具实效性，使得数据采集工作变得更为简单、便捷。通过多种技术的共同融合与集成，打造了更为完善的电网信息化平台，通过该平台能实现对电网系统的合理控制、实时监控、智能化调节与制定决策等，为变电站的运行奠定了信息数据基础。
2、可靠性
传统变电站主要依靠人工与计算机技术相结合来进行工作，而智能变电站主要依靠智能化设备的运行来进行工作，相比较而言，智能变电站在效率、数据处理、多方监测及环保等方面都具有较多优势。由于智能变电站的先进性使得人力资源得到了大大的解放，也消除了数据处理方面的误差，也说明了智能变电站具有更高的可靠性。智能变电站的可靠性主要体现在三个方面：一是智能化设备具有相对较好的稳定性，就使得变电站及其设备具有较好的稳定性，能够对有效应对外部的干扰；二是智能变电站自身具备对设备的预警机制，能够进行诊断和自我诊断，防患于未然，三是即便发生故障，智能变电站具有更快的反应速度，能够及时采取措施，减少损失。
3、交互性
智能变电站建设是以智能化技术为基础，能够通过这些智能化技术为电网提供准确、可靠、及时的信息，保证电力系统能够正常运行。智能变电站的主要作用是为电网提供信息，因此信息的采集速度、范围都是智能变电站工作的考核指标，只有能够与电网实现良好的交互性，才能在运行中采集到需要的、足够的信息，并及时、充分地共享给电网，从而确保电网系统的安全。
4、环保性
智能变电站系统是将传统电缆进行转换，将电缆更换为光纤，选择耗能低的电子元件，并将传统变电站中的充油式互感器转变为电子式互感器。在此过程中可看出，资源消耗问题得以解决，节省大量的能源消耗，能有效减少变电站工程建设所耗费的成本。与此同时，智能变电站的构建，能适度减少噪音污染、辐射以及电磁污染和干扰，使得整个变电站的电磁环境得到不断的优化与净化，大大增强了变电站的运行性能，进而达到环保的效果。
四、智能变电站的基本构建模式及系统结构
智能变电站基本构建模式：
1、智能变电站的构架
智能变电站在系统层面的设计上要面向全站，要利用一些智能组件来协助处理变电站中各设备的运行信息，要以确保智能变电站以及电网的安全、稳定运行为前提，对各个电气设备（如一次设备、合并单元等）进行协调控制，让它们实现多种功能的同时实现，其中这些功能包括采集运行电气量、监测与控制各设备的运行情况，促使二次电气设备相关命令的执行。
2、智能化变电站的结构模型
智能变电站的各项通信技术规范要以IEC61850为基础，采用分层分布的方式，使变电站内的一次设备与二次设备最大限度地实现信息共享与实际互操。
智能变电站系统结构：
智能变电站是以数字化变电站的发展与延续，其结构上继承了数字变电站分层分布式结构的特点，同时由于传感器、光电传输、一次设备智能化等技术以及IEC61850体系的广泛使用，对智能变的系统结构产生了重大影响。
1、站控层
该层作为变电站的控制层，由计算机监视控制、通信、对时、五防等子系统通过路由器、光纤与间隔层进行通信来实现对全站设备的测量和控制，完成数据采集与监控、故障分析与记录、电能采集等功能。
2、间隔层
继电保护装置、测控装置等二次设备，通过光纤与站控层、过程层进行通信，实现采集、处理各个间隔的数据并作用于对应间隔一次设备的功能。
3、过程层
过程层包含由变压器、断路器、隔离开关、互感器等和其所属的合并单元和智能终端等，通过光纤数字信号完成电能从传输、分配到信息的测量、控制、保护、计量等相关功能。
结束语
综上所述，随着人们对电力需求的不断增大，尤其是人们对电力质量要求的不断提高，对变电站建设提出了更高要求。要求变电站不仅要能够确保电力系统的正常运行，还必须要能够对电网系统的整体运行效益做到进一步提高，而要想做到这点则必须加强变电站的智能化建设，从而提高变电站自身的实际运行、管理水平。
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