五、智能化變電站的關鍵技術

　　智能化變電站通過全景廣域實時信息統(tǒng)一同步采集，實現(xiàn)變電站自協(xié)調區(qū)域控制保護，支撐各級電網的安全穩(wěn)定運行和各類高級應用；智能化變電站設備信息和運行維護策略與電力調度實現(xiàn)全面互動，實現(xiàn)基于狀態(tài)監(jiān)測的設備全壽命周期綜合優(yōu)化管理；變電站主要設備實現(xiàn)智能化，為堅強實體電網提供堅實的設備基礎。為實現(xiàn)以上功能，本文認為智能化變電站應當實現(xiàn)設備融合、功能整合、結構簡潔、信息共享、通訊可靠、控制靈活、接口規(guī)范、擴展便捷、安裝模塊化、站網一體化等特點，應包括以下技術內容：

　　l、智能化變電站技術體系、技術標準及技術規(guī)范研究。在對智能電網的國內外現(xiàn)狀、技術體系、實施進程及發(fā)展趨勢進行跟蹤、分析和*估的基礎上，依據(jù)《中國智能電網體系研究報告》，研究智能變電站與數(shù)字變電站的差異，給出智能變電站的內涵、外延和應用范圍；研究智能變電站內各種設備和系統(tǒng)的物理特性、運行邏輯及其輸入輸出的形式、介質，抽象出物理和信息模型，并基于統(tǒng)一的建模方法實現(xiàn)自描述；開展對智能電網發(fā)展基礎體系、技術支撐體系、智能應用體系、標準規(guī)范體系、運維體系及技術*價體系的研究。

　　2、智能化一、二次設備智能化集成技術研究。涉及變壓器、開關設備、輸配電線路及其配套設備、以及新型柔性電氣設備(裝置)等電力系統(tǒng)中各種一次設備與控制、保護、狀態(tài)診斷等相關二次設備的智能化集成技術。這些一次設備實現(xiàn)智能化集成后，實體電網將是一個由各種對內(面向自身)具備完善控制、保護、診斷等功能，對外(面向整個系統(tǒng))具有數(shù)字化、標準(規(guī)范)化信息接口并發(fā)揮不同功能作用的智能體的有機組合，這些智能體能夠在智能化電網控制決策系統(tǒng)的協(xié)調控制下，既相對獨立又友好合作，共同完成智能電網的運行目標。

　　3、智能化變電站全景信息采集及統(tǒng)一建模技術研究。主要指智能化變電站基礎信息的數(shù)字化、標準(規(guī)范)化、一體化實現(xiàn)及相關技術研究，實現(xiàn)廣域信息同步實時采集，統(tǒng)一模型，統(tǒng)一時標，統(tǒng)一規(guī)范，統(tǒng)一接口，統(tǒng)一語義，為實現(xiàn)智能電網能量流、信息流、業(yè)務流一體化奠定基礎。智能化信息采集系統(tǒng)與裝置研究，利用基于同步綜合數(shù)據(jù)采集同時適用于傳統(tǒng)變電站和數(shù)字化變電站的新型測控模式，實現(xiàn)各類信息的一體化采集，包括與智能變電站有關的電源(含可再生能源)、負荷、線路、微電網的全景信息采集。此外還包括標準信息模型及交換技術研究，信息存儲與管理技術研究，信息分析和應用集成技術研究，信息安全關鍵技術與裝備研究，智能化變電站同步時鐘推廣應用研究等。

　　4、智能化變電站系統(tǒng)和設備系統(tǒng)模型的自動重構技術研究。研究變電站自動化系統(tǒng)中智能裝置的自我描述和規(guī)范；研究基于以太網的智能裝置的即插即用技術：研究變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)對智能裝置的識別技術、自動建模技術；研究當智能裝置模型發(fā)生變化時的系統(tǒng)自適應和系統(tǒng)模型重構技術；研究自動化系統(tǒng)對智能裝置的模型進行校驗，對智能裝置的功能及其模件進行測試、檢查的交互技術；研究當變電站運行方式發(fā)生變化時，智能測控和保護裝置在線自動重構運行模型的方法，后臺系統(tǒng)自動修改智能裝置的功能配置和參數(shù)整定的技術；研究自動化系統(tǒng)在智能裝置故障時對故障節(jié)點的快速定位、切除和模型自適應技術。

　　5、基于電力電子的智能化柔性電力設備的研發(fā)及其應用技術的研究，包括不同柔性電力設備的拓撲結構研究，數(shù)學模型研究，功能特性及其對電網影響仿真與試驗研究，以及自身控制與相互間協(xié)調控制策略研究等。目前己在電力系統(tǒng)中獲得不同程度應用的智能化柔性電力設備主要包括晶閘管控制串聯(lián)補償器(TCSC)、靜止無功補償器(SVC)、靜止同步補償器(STATCOM)、有源濾波器(APF)等，它們在改善電力系統(tǒng)控制性能、提高系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性與電能質量等運行品質方面發(fā)揮了重要作用；處于研發(fā)或不同程度試驗中的柔性電力設備還有靜止無功發(fā)生器(SVG)、固態(tài)限流器(SSFCL)、統(tǒng)一潮流控制器(UPFC)、靜止同步串聯(lián)補償器(SSSC)、晶閘管控制移相器(TCPST)等，這些設備投運后，必將進一步改善、提高電力系統(tǒng)的控制性能、運行穩(wěn)定性、電能質量等運行品質。隨著智能電網建設的步伐的推進，必將研發(fā)出更多不同功能的柔性電力設備并在電力系統(tǒng)中獲得應用。

　　6、間歇性分布式電源接入技術的研究。風能、太陽能等清潔能源，具有如下特點：儲量豐富地區(qū)大多較為偏遠；能量不夠集中，相對分散；受氣象變化及生物活動的影響，能量波動明顯，用于發(fā)電，則出力呈現(xiàn)間歇性波動特性等。因此，清潔能源可再生并網發(fā)電(稱為間歇性電源)直接接入電網，將對電力系統(tǒng)運行的安全性、穩(wěn)定性、可靠性以及電能質量等方面造成沖擊和影響，對電力系統(tǒng)的備用容量提出更高要求。另外，間歇性電源發(fā)電裝置需按峰值功率設計投資，在能量波動大的情況下，裝機容量的可利用率低。如何解決能量波動問題，是間歇性電源發(fā)展和利用面臨的主要挑戰(zhàn)。智能化變電站作為間歇性電源并入智能電網的接口，必須考慮并發(fā)展對應的柔性并網技術，實現(xiàn)對間歇性電源的功率預測、實時監(jiān)視、靈活控制，以減輕間歇性電源對電網沖擊和影響。

　　7、智能化變電站廣域協(xié)同控制保護技術研究。研究基于變電站統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺的廣域協(xié)同控制保護的原理、實現(xiàn)方式、同步時間源技術、高速高精度測量技術、等間隔采樣下的電氣量計算技術、數(shù)據(jù)建模及交換技術、廣域網時間傳遞技術、智能多代理系統(tǒng)、智能設備之間數(shù)據(jù)標準交換技術等。