智能電網的發展和建設是一項系統工程,涉及諸多學科和行業,同時,智能電網沒有現成的經驗可供借鑒,必須堅持自主創新。因此,智能電網將會極大地提高我國電力工業及相關產業諸如變壓器制造業的整體技術水平和創新能力。

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

智能應用體系是保障電網安全、經濟和高效運行,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。標準規范體系是指技術、管理方面的標準、規范、試驗、認證和評估體系,是建設堅強智能電網的制度保障。

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電、用電對電網提出的各種需求,實現提高電網安全性、可靠性、靈活性和資源優化配置水平的目標。變電站又是電力網絡的節點,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智能電網的最基礎環節之一。

站控層包括自動化站級監視控制系統,站域控制、通信系統和對時系統等子系統,實現面向全站設備的監視、控制、告警及信息交互功能。完成數據采集和監視控制(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,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、系統測控裝置和監測功能組主智能電子裝置IED(Intelligent ElectronicDevice)等二次設備,實現使用一個間隔的數據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設備。電力變壓器在運行中有不少需要監測的參數,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、有載調壓系統等。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、監測和保護等部分的要求與常規變電站不同,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：

測量數字化 對相關參量就地數字化測量,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

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

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

功能一體化 將相關測量、控制、計量、監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 與調動系統交互,與設備運行管理系統理系統有機結合,可提供變壓器運行自診斷結果。