智能变电站的概念及架构

　　五、智能化变电站的关键技术

　　智能化变电站通过全景广域实时信息统一同步采集，实现变电站自协调区域控制保护，支撑各级电网的安全稳定运行和各类高级应用；智能化变电站设备信息和运行维护策略与电力调度实现全面互动，实现基于状态监测的设备全寿命周期综合优化管理；变电站主要设备实现智能化，为坚强实体电网提供坚实的设备基础。为实现以上功能，本文认为智能化变电站应当实现设备融合、功能整合、结构简洁、信息共享、通讯可靠、控制灵活、接口规范、扩展便捷、安装模块化、站网一体化等特点，应包括以下技术内容：

　　l、智能化变电站技术体系、技术标准及技术规范研究。在对智能电网的国内外现状、技术体系、实施进程及发展趋势进行跟踪、分析和*估的基础上，依据《中国智能电网体系研究报告》，研究智能变电站与数字变电站的差异，给出智能变电站的内涵、外延和应用范围；研究智能变电站内各种设备和系统的物理特性、运行逻辑及其输入输出的形式、介质，抽象出物理和信息模型，并基于统一的建模方法实现自描述；开展对智能电网发展基础体系、技术支撑体系、智能应用体系、标准规范体系、运维体系及技术*价体系的研究。

　　2、智能化一、二次设备智能化集成技术研究。涉及变压器、开关设备、输配电线路及其配套设备、以及新型柔性电气设备(装置)等电力系统中各种一次设备与控制、保护、状态诊断等相关二次设备的智能化集成技术。这些一次设备实现智能化集成后，实体电网将是一个由各种对内(面向自身)具备完善控制、保护、诊断等功能，对外(面向整个系统)具有数字化、标准(规范)化信息接口并发挥不同功能作用的智能体的有机组合，这些智能体能够在智能化电网控制决策系统的协调控制下，既相对独立又友好合作，共同完成智能电网的运行目标。

　　3、智能化变电站全景信息采集及统一建模技术研究。主要指智能化变电站基础信息的数字化、标准(规范)化、一体化实现及相关技术研究，实现广域信息同步实时采集，统一模型，统一时标，统一规范，统一接口，统一语义，为实现智能电网能量流、信息流、业务流一体化奠定基础。智能化信息采集系统与装置研究，利用基于同步综合数据采集同时适用于传统变电站和数字化变电站的新型测控模式，实现各类信息的一体化采集，包括与智能变电站有关的电源(含可再生能源)、负荷、线路、微电网的全景信息采集。此外还包括标准信息模型及交换技术研究，信息存储与管理技术研究，信息分析和应用集成技术研究，信息安全关键技术与装备研究，智能化变电站同步时钟推广应用研究等。

　　4、智能化变电站系统和设备系统模型的自动重构技术研究。研究变电站自动化系统中智能装置的自我描述和规范；研究基于以太网的智能装置的即插即用技术：研究变电站自动化监控系统对智能装置的识别技术、自动建模技术；研究当智能装置模型发生变化时的系统自适应和系统模型重构技术；研究自动化系统对智能装置的模型进行校验，对智能装置的功能及其模件进行测试、检查的交互技术；研究当变电站运行方式发生变化时，智能测控和保护装置在线自动重构运行模型的方法，后台系统自动修改智能装置的功能配置和参数整定的技术；研究自动化系统在智能装置故障时对故障节点的快速定位、切除和模型自适应技术。

　　5、基于电力电子的智能化柔性电力设备的研发及其应用技术的研究，包括不同柔性电力设备的拓扑结构研究，数学模型研究，功能特性及其对电网影响仿真与试验研究，以及自身控制与相互间协调控制策略研究等。目前己在电力系统中获得不同程度应用的智能化柔性电力设备主要包括晶闸管控制串联补偿器(TCSC)、静止无功补偿器(SVC)、静止同步补偿器(STATCOM)、有源滤波器(APF)等，它们在改善电力系统控制性能、提高系统电压稳定性与电能质量等运行品质方面发挥了重要作用；处于研发或不同程度试验中的柔性电力设备还有静止无功发生器(SVG)、固态限流器(SSFCL)、统一潮流控制器(UPFC)、静止同步串联补偿器(SSSC)、晶闸管控制移相器(TCPST)等，这些设备投运后，必将进一步改善、提高电力系统的控制性能、运行稳定性、电能质量等运行品质。随着智能电网建设的步伐的推进，必将研发出更多不同功能的柔性电力设备并在电力系统中获得应用。

　　6、间歇性分布式电源接入技术的研究。风能、太阳能等清洁能源，具有如下特点：储量丰富地区大多较为偏远；能量不够集中，相对分散；受气象变化及生物活动的影响，能量波动明显，用于发电，则出力呈现间歇性波动特性等。因此，清洁能源可再生并网发电(称为间歇性电源)直接接入电网，将对电力系统运行的安全性、稳定性、可靠性以及电能质量等方面造成冲击和影响，对电力系统的备用容量提出更高要求。另外，间歇性电源发电装置需按峰值功率设计投资，在能量波动大的情况下，装机容量的可利用率低。如何解决能量波动问题，是间歇性电源发展和利用面临的主要挑战。智能化变电站作为间歇性电源并入智能电网的接口，必须考虑并发展对应的柔性并网技术，实现对间歇性电源的功率预测、实时监视、灵活控制，以减轻间歇性电源对电网冲击和影响。

　　7、智能化变电站广域协同控制保护技术研究。研究基于变电站统一数据平台的广域协同控制保护的原理、实现方式、同步时间源技术、高速高精度测量技术、等间隔采样下的电气量计算技术、数据建模及交换技术、广域网时间传递技术、智能多代理系统、智能设备之间数据标准交换技术等。