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摘要：随着网络技术、传感器技术、信息技术的发展，传统的变电站向智能变电站的转变逐渐成为现实。目前国内已经有陆续的各电压等级的智能变电站投入运行，智能变电站的建成投运，可大幅提升设备智能化水平和设备运行可靠性，实现无人值班和设备操作的自动化，提高资源使用和生产管理效率，使运行更加经济、节能和环保。本文将介绍智能变电站的基本概念、特点及测试技术。
关键词：智能变电站；原理；测试
1、智能变电站的基本概念
智能变电站是以数字化变电站为依托，通过采用先进的传感、信息、通信、控制、人工智能等技术，建立全站所有信息采集、传输、分析、处理的数字化统一应用平台，实现变电站的信息化、自动化、互动化。它以全站信息数字化、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、保护计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能，实现与相邻变电站、电网调度等互动的变电站。智能变电站可通俗理解为数字化变电站、智能状态监测、一体化的建模及通信技术（IEC61850），实现变电站的信息化、自动化、互动化。传统的变电站基本各个子系统是一个信息的孤岛，相互之间并没有充分的联系，但随着各种先进技术的发展及IEC61850统一规约的应用，将各种应用以统一的规约通信方式交互到统一的信息平台，实现信息资源的共享。因此智能变电站包括了统一的信息平台，统一的传输规约，将一、二次状态信息统一应用到一体化的信息平台中去，实现变电站的信息化、自动化、互动化。
2、智能变电站的特点
作为智能电网的一个重要节点，智能变电站是指以变电站一、二次设备为数字化对象，以高速网络通信平台为基础，通过对数字化信息进行标准化，实现站内外信息共享和互操作，实现测量监视、控制保护、信息管理、智能状态监测等功能的变电站。智能变电站具有“一次设备智能化、全站信息数字化、信息共享标准化、高级应用互动化”等重要特征。（1）坚强可靠的变电站：智能变电站除了关注站内设备及变电站本身可靠性外，更关注自身的自诊断和自治功能，做到设备故障提早预防、预警，并可以在故障发生时，自动将设备故障带来的供电损失降低到最小程度。（2）一次设备智能化：随着基于光学或电子学原理的电子式互感器和智能断路器的使用，常规模拟信号和控制电缆将逐步被数字信号和光纤代替，测控保护装置的输入输出均为数字通信信号，变电站通信网络进一步向现场延伸，现场的采样数据、开关状态信息能在全站甚至广域范围内共享，实现真正意义智能变电站。（3）全站信息数字化：实现一、二次设备的灵活控制，且具备双向通信功能，能够通过信息网进行管理，满足全站信息采集、传输、处理、输出过程完全数字化。（4）信息共享标准化：基于IEC61850标准的统一标准化信息模型实现了站内外信息共享。智能变电站将统一和简化变电站的数据源，形成基于同一断面的唯一性、一致性基础信息，通过统一标准、统一建模来实现变电站内的信息交互和信息共享，可以将常规变电站内多套孤立系统集成为基于信息共享基础上的业务应用。（5）高级应用互动化：实现各种站内外高级应用系统相关对象间的互动，服务于智能电网互动化的要求，实现变电站与控制中心之间、变电站与变电站之间、变电站与用户之间和变电站与其它应用需求之间的互联、互通和互动。
3、智能化一次设备
开关设备是输配电网络的基础设备，一般分为一次设备和辅助设备两个部分：一次设备即开关设备的高压部分，用于高压绝缘、载流和开合等；辅助设备即开关设备的低压部分，用于主元件的控制和监测，随高压部分分散安装。一次设备例如断路器、隔离开关等高压部件，其技术已非常成熟，它们的故障率远低于控制设备的故障率。鉴于传统开关设备存在的不足和电力系统越来越高的可靠性及自动化要求，受益于电子技术的快速发展，催生了智能开关设备的概念。智能开关设备是指具有较高性能的开关设备和控制设备，配装有电子设备、变送器和执行器，不仅具有开关设备的基本
功能，还具有附加功能，尤其是监测和诊断功能。目前，智能开关设备是智能变电站技术体系中技术相对滞后的环节。开关设备仅限于通过智能终端（也称智能操作箱，相当于控制执行、采集单元）与开关设备接口实现网络化操作和接入，与智能变电站信息化、自动化、互动化有较大的差距。
3、智能变电站测试技术
3.1整体思路
智能变电站现场测试主要是一、二次设备安装完成后，对其整体性能、功能进行测试。其特点是将一、二次设备作为一个整体，以整组联动的方式开展测试。由于设备单体和专项性能测试已经在集中集成测试部分完成，所以现场测试更关注于对安装的正确性、系统功能、高级应用、电压电流回路方面的测试。主要包括：1）光纤检查；2）光功率及裕度测试；3）保护整组联动测试；4）程序化操作测试；5）全站遥信测试；6）全站联闭锁测试；7）电子式互感器现场测试；8）一次通流通压试验。
3.2光纤检查
智能变电站中，网络的应用使大量的电缆变成了光纤，光纤连接的正确性是设备间正常通信的基础，也是现场后续工作开展的基础。由于一根光纤中可以传输多个信号，光纤数量总体上要比电缆少，但仍具有一定规模，铺设过程中仍会出错。光纤的机械强度比较差，现场施工过程中容易断裂。现场环境较差，光纤接头容易受损或受污染而造成光衰耗增大。因此现场测试前必须对光纤进行检查，主要包括光纤连接正确性、光纤是否受损或受污染。高性能激光笔可用于光纤连接正确性检查，同时也能进行光纤损坏的检查。利用激光笔在光纤一端的接头射入一定强度的可见光，根据设计院提供的光纤连接图，在光纤另一端接头处检查是否有可见光射出。若有可见光射出，且强度较强，则光纤连接是正确的，且光纤无损坏可正常使用该光纤；若有可见光射出，但强度较弱，则光纤连接是正确的，但光纤有损坏，可能是光纤接头受污染或光纤中间有损坏，需要更换备用光纤；若无可见光射出，但在附近光纤中发现有光纤发出较强的可见光，则光纤连接错误，需更换连接；若无可见光射出，且在附近也找不到其它光纤发出可见光，则光纤发生严重损坏或光纤铺设错误，需更换备用光纤。
3.3光功率及裕度测试
智能变电站中，设备之间采用光纤网络通信，为了保证设备间能正常通信，光纤网络发送口的光发送功率必须满足接收口的要求，并且要留有一定裕度，以备长期运行后发光器件产生衰耗。由于现场灰尘较多，施工过程中灰尘侵入光纤接口或光纤接头将直接影响光衰耗，因此在现场必须进行光功率及裕度的测试。光纤网络的光功率及裕度测试主要针对保护测控、智能终端、合并单元等IED的GOOSE收发接口和SV收发接口进行。主要包括以下内容：1）装置光功率输出：将光功率计通过短光纤接入装置的光纤发送端口进行测量，忽略短光纤的光衰耗，则光功率计测得的光功率读数即为装置的发送光功率；2）装置光接收功率：将接入被测端口的光纤接入光功率计，光功率计的光功率读数即为被测端口的接收光功率；3）光功率裕度：将光功率衰耗器串接入光纤回路，调整光功率衰耗器至接收方信号断链，然后解开光纤接收端口，接入光功率计，测量此时的接收光功率，用正常时的光功率减去断链时的光功率即为光功率裕度。
结语：随着技术水平的发展，智能变电站技术将会越来越完善，传统的一次、二次设备的概念将发生重大改变，进而引起管理结构的调整，以及相关产业的变动。而随着设备智能化的技术的发展、智能电网的建设，状态检修等高级应用将得以实现，随之而来的将是整个电力系统设备、运行、维护、管理方面的变革。
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