【正文】 網(wǎng)絡高等教育 本 科 生 畢 業(yè) 論 文（設 計） 題 目 ： 智能變電站關鍵技術應用研究 智能變電站關鍵技術應用研究 I 內(nèi)容摘要 變電站作為輸配電系統(tǒng)的信息源和執(zhí)行終端，是智能電網(wǎng)發(fā)電、線路、變電、配電、用電和調(diào)度六個環(huán)節(jié)之一，其智能化是構筑智能電網(wǎng)的基礎。同時，隨著電網(wǎng)技術的發(fā)展和電網(wǎng)的大規(guī)?；ヂ?lián)，對變電站的功能提出了更高的要求。變電站作為輸配電系統(tǒng)的信息源和執(zhí)行終端，是智能電網(wǎng)發(fā)電、線路、變電、配電、用電和調(diào)度六個環(huán)節(jié)之一，其智能化是構筑 智能電網(wǎng)的基礎。同時，隨著電網(wǎng)技術的發(fā)展和電網(wǎng)的大規(guī)模互聯(lián)，對變電站的功能提出了更高的要求。實時監(jiān)視并快速控制聯(lián)絡線的功率變得更為迫切，保護和控制的功能及可靠性指標要求更嚴格。 本文從智能變電站與數(shù)字化 變電站區(qū)別 入手，首先討論了 智能變電站的概念及兩者的不同，接著對 智能變電站技術現(xiàn)狀 以及 智能變電站的特征和結構 進行了探討，最后詳細的討論了 智能變電站的關鍵技術，分為標準化、信息化、一體化、智能化四個部分的內(nèi)容，最后對全文進行了總結與展望，在電網(wǎng)潮流變化加劇，變電站無人值班要求越來越高的今天，文章具有一定的指導意義 。 關鍵詞： 能源；智能電網(wǎng)；變電站；智能化 智能變電站關鍵技術應用研究 II 目 錄 內(nèi)容摘要 ........................................................................................................................... I 1 緒論 ............................................................................................................................ 1 課題的背景及意義 ........................................................................................ 1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 ............................................................................................ 1 本文的主要內(nèi)容 ............................................................................................ 3 2 智能變電站概念及與數(shù)字化變電站區(qū)別 ................................................................ 4 智能變電站的概念 ........................................................................................ 4 智能變電站與數(shù)字變電站的區(qū)別 ................................................................ 4 3 智能變電站技術現(xiàn)狀 ................................................................................................ 7 智能變電站的特征 ........................................................................................ 7 智能變電站的結構 ........................................................................................ 8 變電站智能設備的結構 .................................................................... 8 智能變電站網(wǎng)絡結構 ........................................................................ 9 4 智能變電站關鍵技術 .............................................................................................. 12 標準化 .......................................................................................................... 12 信息化 .......................................................................................................... 14 一體化 .......................................................................................................... 15 智能化 .......................................................................................................... 17 5 結 論 .................................................................................................................... 19 參考文獻 ........................................................................................................................ 20 智能變電站關鍵技術應用研究 1 1 緒論 課題的背景及意義 隨著電力需求的高度增加，數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展，環(huán)境監(jiān)管的嚴格和各國能源政策的調(diào)整，電網(wǎng)和電力市場、客戶之間的關系越來越密切?？蛻魧﹄娋W(wǎng)質(zhì)量要求逐步提高，分布式能源不斷增加，傳統(tǒng)的電力網(wǎng)絡無法滿足現(xiàn)在的發(fā)展要求。為了滿足電力供應的節(jié)能、環(huán)保、高校、可靠、穩(wěn)定及可持續(xù)發(fā)展的要求，智能電網(wǎng)的建設勢在必行。 智能變電站是指采用先進、可靠、集成、低碳、環(huán) 保的智能設備，以全站信息數(shù) 字化、通信平臺網(wǎng)絡化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能，實現(xiàn)與相鄰變電站、電網(wǎng)調(diào)度等互動的變電站 [1]。 近年來，國內(nèi)外的智能電網(wǎng)得到蓬勃發(fā)展。發(fā)展智能電網(wǎng)在歐美國家已經(jīng)逐步上升到國家戰(zhàn)略層面，成為國家經(jīng)濟發(fā)展和能源政策的重要組成部分。我國也在認真分析世界電網(wǎng)發(fā)展的新趨勢和中國國情的基礎上，緊密結合中國能源供應的新形勢和用電服務的新需求，提出建設智能電網(wǎng) 。國家電網(wǎng)公司在“ 2020 特高壓輸電技術國際會議”期間提出“將立足自主創(chuàng)新，加快建設以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，具有信息化、自動化、互動化特征的統(tǒng)一的堅強智能電網(wǎng)?！? 變電站作為輸配電系統(tǒng)的信息源和執(zhí)行終端，是智能電網(wǎng)發(fā)電、線路、變電、配電、用電和調(diào)度六個環(huán)節(jié)之一，其智能化是構筑智能電網(wǎng)的基礎。同時，隨著電網(wǎng)技術的發(fā)展和電網(wǎng)的大規(guī)?；ヂ?lián)，對變電站的功能提出了更高的要求。實時監(jiān)視并快速控制聯(lián)絡線的功率變得更為迫切，保護和控制的功能及可靠性指標要求更嚴格。電力市場環(huán)境下，電網(wǎng)潮流變化加劇，柔性交 流輸電系統(tǒng)（ FACTS）技術的使用加劇了運行狀態(tài)的多變性，該情況下對變電站的監(jiān)視、控制和保護提出了新的要求；變電站無人值班要求變電站的保護定值和控制裝置的整定能在中心進行設定，各類保護能在電網(wǎng)層面進行協(xié)調(diào)和匹配，因此要求變電站傳送足夠完整的信息，建立統(tǒng)一的信息模型。 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 我國能源資源主要分布在西部、北部和西南等經(jīng)濟相對落后地區(qū)，而能源消費主要集中在東中部經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，總體來看，位于西部和北部的大煤電基地、智能變電站關鍵技術應用研究 2 西南大水電基地距離東部負荷中心一般為 800 一 3O00km，基地電力外送規(guī)模大、距離 遠。而現(xiàn)有電網(wǎng)的大容量、遠距離輸送能力有限，且輸電走廊利用率較、網(wǎng)損較大。已經(jīng)不能靈活適應國家能源政策及行業(yè)發(fā)展需要。由于環(huán)境壓力、土地資源的緊缺問題，使輸電走廊的獲得已變得非常困難，面臨負荷迅速增長的形勢，有必要進一步提高現(xiàn)有電網(wǎng)的輸送能力，為了優(yōu)化能源結構和提高能源效率。提升應對氣候變化的能力。國家加大了對風能、太陽能等可再生能源的開發(fā)力度。尤其是處于“三北”地區(qū)的大型可再生能源基地，當?shù)仉娏π枨笥邢?，無法實現(xiàn)電力就地消納，需要通過電網(wǎng)遠距離輸送到負荷中心地區(qū)，可再生能源一般具有問歇性和波動性。無法像常 規(guī)電源一樣制定和實施準確的發(fā)電計劃，相應地對電網(wǎng)的接納能力和資源優(yōu)化配置能力提出了更高的要求。 我國的智能電網(wǎng)與歐美智能電網(wǎng)在發(fā)展背景、目標和主要特征上不同。發(fā)展適合我國電力發(fā)展水平、技術水平和經(jīng)濟水平的智能電網(wǎng)，即建設中國特色智能電網(wǎng)是我國電網(wǎng)發(fā)展的必由之路，中國特色主要體現(xiàn)在以下方面 [2]: (1) 我國電網(wǎng)正處于快速發(fā)展階段，美國、歐洲等發(fā)達國家電網(wǎng)的格局已基本穩(wěn)定，負荷增長很小，所以他們將智能電網(wǎng)的研究及應用重點放在配電和用電領域，而我國電網(wǎng)的格局還將快速發(fā)展，負荷也增長很快，輸電網(wǎng)的建設也在快速發(fā)展，特 高壓輸電技術的研究及應用還應繼續(xù)深入； (2) 可再生能源接人方面：歐洲因天然氣管網(wǎng)發(fā)達、風能資源便利等原因大力發(fā)展了分布式發(fā)電，作為智能電網(wǎng)中主要的可再生能源接人方式，我國的風能、太陽能資源集中，主要分布在我國電網(wǎng)的邊緣地帶，故不能完全采用國外的發(fā)展模式，而應發(fā)展大容量、遠距離可再生能源輸電，綜合考慮水火、水風、水光結合等輸電方式，同時應加強儲能技術研究和應用。 目前，隨著智能電網(wǎng)時代的到來，世界各國的智能電網(wǎng)建設已經(jīng)全面啟動。在智能電網(wǎng)理念逐步成為業(yè)界共識的進程中，許多國家都確立了智能電網(wǎng)建設目標、行動路線及 投資計劃，但鑒于不同地區(qū)的監(jiān)管機制、電網(wǎng)基礎設施現(xiàn)狀和社會經(jīng)濟發(fā)展情況的不同，各地的智能電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略也有所不同。美國將重點凡在智能配電網(wǎng)一側，致力于應用通信技術和智能控制技術提高電網(wǎng)的智能性，強調(diào)用戶的參與和互動，引導用戶改變需求相應，錯峰填谷，從而延緩發(fā)電、輸電環(huán)節(jié)建設；歐洲智能電網(wǎng)發(fā)展的重點是可再生能源的接入和跨國互聯(lián)電網(wǎng)的發(fā)展；日本致力于智能配電網(wǎng)的建設，逐步實現(xiàn)了中壓線路（ 6kV）的實時量測和自動控制；韓國計劃建設智能電網(wǎng)綜合試點項目， 2020 年完成建設， 2020 年完成項目智能變電站關鍵技術應用研究 3 試驗。 可以看出，國外 智能電網(wǎng)發(fā)展首先是配電網(wǎng)和電源端，然后才是輸變電環(huán)節(jié)，在國家電網(wǎng)公司對國外智能電網(wǎng)發(fā)展的持續(xù)跟蹤過程中，各國紛紛對新能源、充電汽車、智能電表等進行推廣，智能變電站的建設步伐相對滯后。但智能變電站作為智能電網(wǎng)的重要節(jié)點，勢必在未來新建變電站中將逐步被采用，在美國電科院《智能電網(wǎng)成本與收益評估報告》中，到 2030 年，美國將建設智能變電站 8423 座，現(xiàn)有 58027 座變電站中約 80%改造后安裝智能電子設備，安裝相角測量裝置(PMU)1250 套，建設數(shù)量和投資規(guī)模都非常巨大，未來幾年內(nèi)，智能變電站建設與改 造必將迅速開展。 本文的主要內(nèi)容 本文研究的是 智能變電站涉及的關鍵技術 應用以及研究方法。 全文共分為四章，各章內(nèi)容簡介如下： 第一章緒論， 簡述課題的背景和意義、論題的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，介紹論文的主要內(nèi)容； 第二章 智能變電站概念及與數(shù)字化變電站區(qū)別 ，主要講述了智能變電站的概念以及與數(shù)字變電站的區(qū)別； 第三章 智能變電站技術現(xiàn)狀，簡述了智能變電站的特征和結構； 第四章智能變電站的關鍵技術，其中講述了標準化、信息化、一體化、智能化四個部分的內(nèi)容。 本文最后對全文進行總結，并指出了研究課題的未來發(fā)展方向。 智能變電站關鍵技術應用研究 4 2 智能變電站概念及與數(shù)字化變電站區(qū)別 智能變電站的概念 智能變電站是采用先進、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能的變電站。 智能變電站能夠完成比常規(guī)變電站范圍更寬、層次更深、結構更復雜的信息采集和信息處理，變電站內(nèi)、站與調(diào)度、站與站之間、站與