中欧智能变电站发展对比分析

中欧智能变电站发展对比分析

2013年，国家电网公司入股葡萄牙国家电网公司（REN），并由中国电力科学研究院与REN共同成立了研发中心（R&DNetster）。为进一步推进中欧之间的智能变电站技术的交流，R&DNetster于2014年5月在里斯本召开了“未来变电站”的技术研讨会。欧洲各国电网公司、国际电力设备厂家、欧美技术专家等参与了会议，国家电网公司也派出代表做了主旨报告，共同对未来变电站的发展方向进行了探讨和交流，并深入地了解到欧洲乃至美国等国家对未来变电站的发展思路。本文以此次研讨会的现场讨论为基础，结合国内外的调研，针对我国和欧洲变电站发展情况进行对比分析。

1 智能变电站内涵

2004年，国家电网公司发布了《智能变电站技术导则》企业标准，首次对智能变电站进行了明确和定义，该定义作为智能变电站顶层设计，对智能变电站的发展思路和建设理念提出了系统性要求。2012年，该标准修订更新后升级为国家标准并正式发布，为中国智能变电站的发展建设提供了指导，

2 发展现状

欧洲国家由于电力需求相对稳定，电网建设速度较慢，老站改造和升级的需求较为强烈，积极采用新技术、新设备来提高变电站及电网的利用效率，成为了其发展智能变电站的驱动力。欧洲国家的电网公司由于更多的是商业化运作，因此，在经济高效的驱动力推动下，其发展智能变电站所获得的最直接的效益就是总成本的降低（这个成本既包含前期的设计和建设，也包括后期的运行和维护）、其次是设备功能的集成（目的也是要便于操作和维护）以及服务质量的提升，最后才是电网的可靠性、新能源的便捷接入和减少占地面积。

3 技术重点

3.1 IEC61850

IEC61850标准自2004年发布以来就已在数字化变电站、智能变电站大量应用，它已经成为我国智能变电站乃至新一代智能变电站建设的基础。欧洲国家由于需求、投资等方面的因素，基于该标准的工程应用相对较少，因此对此标准工程应用的推进力度较小，但由欧洲34个国家的41家输电运营商（TSO）组成的欧洲互联电网组织ENTSO-E（European network of transmission system operator for electricity）则坚定地认为，IEC61850标准是未来变电站发展建设的基础，整个欧洲国家可以通过该标准的推广应用获得经济和技术上的效益，并呼吁全面推广应用。

3.3 其他技术

欧洲国家针对智能变电站还提出了如下技术发展方向：变电站内部数据的便捷交互（状态监测、设备自检、远程调试和远程整定）、新的系统功能（同步向量、自动运行、分布式状态估计）、状态监测及评估、改进的变电站站间闭锁功能、系统和保护的即插即用、广域保护和监测、约束管理、柔性应用和简单的调试流程等，这些新技术或者新功能绝大多数都是以运行维护为基础提出的。

4 存在的问题

我国的智能变电站已经过多次改进和完善，总体水平得到有效提升，但结合当前的实际，还存在以下问题：

1）一次设备智能化水平不高。

3）变电站高级应用功能实用化和智能化水平不高。

4）智能变电站跨专业之间的技术融合未能深入开展。

5）智能变电站运行维护水平和检修效率较低。

6）智能变电站自动化检测调试能力不足。

对于欧洲国家，当前有过IEC61850工程建设的电力公司（如法国、西班牙等）及设备厂家对于智能变电站发展建设中的问题都有强烈的感受，主要表现在以下几点：

2）互操作性存在问题。欧洲国家由于对IEC61850标准理解存在差异，在具体工程实施中存在一系列互操作问题。我国由于有统一的指导和协调，尤其是国调中心早期组织设备厂家开展的六次互操作试验，为当前不同厂家之间的互操作奠定了基础。

另外，欧洲国家发展智能变电站还存在一些非技术因素阻碍，如欧洲国家普遍认为员工抵制、新技术缺乏（如通信技术）以及设备及系统的生命周期较短将会是今后智能变电站发展存在的潜在问题和主要阻力。

5 发展方向

欧洲国家建立了学术交流的智能变电站网站，并于2013年11月26日-28日，在德国法兰克福召开了“下一代智能变电站”（Next-Generation Smart Substations）的研讨会，重点针对智能变电站投资、网络安全、IEC61850标准应用、电网通信、数据管理和分析及新能源集成等领域进行了讨论，同时在会议结束后还召开了GOOSE和SV应用的研讨会。

2014年，欧洲国家针对IEC61850标准的应用，于2014年10月15-16日在捷克布拉格召开了在智能电网架构下，推动IEC61850标准在输电网和配电网大规模应用的研讨会，重点对IEC61850第二版的影响和应用、基于IEC61850标准的系统结构优化、高级应用功能、变电站运行和维护、系统工具开发以及未来智能电网应用进行了讨论。可以看出，欧洲国家目前及今后一段时间的重点仍然是在新技术应用的深入分析、理解及相关技术的探讨交流上，之后才会是IEC61850标准、电子式互感器等技术的大量推广应用。

对于我国，我国智能变电站今后的发展重点一方面是要不断改进和完善当前智能变电站存在的问题，同时也会进一步向着设备高度集成、系统深度整合、结构更加开放、功能更加智能的方向发展，并以此为导向，开展系统高度集成、结构布局合理、装备先进适用、经济节能环保、支撑调控一体的新一代智能变电站建设。

6 结论

智能变电站就是未来的变电站。我国智能变电站的工程建设国际领先。我国将技术研究与工程建设相结合的发展模式是正确的。

当然，在总结我国智能变电站发展建设成就时，也发现欧洲各电网公司或电力同行们的观点能够为我国智能变电站的发展提供补充和完善：

1）注重底层技术的研究。建议进一步深入基础技术研究，进一步拓展研究领域，为智能变电站的全面发展提供支撑。

2）注重智能变电站全寿命周期成本的控制。建议智能变电站今后的发展要从全寿命周期进行考虑，实现从设计、建设、研制、检测、调试和运维等整个环节成本的最优化。

3）注重智能变电站运行维护的便利性。建议从全站设计、设备研制和检测调试环节均充分考虑运维人员的建议，积极开展运维技术的相关研究，促使智能变电站维护管理更加便利、高效，这不仅可以降低变电站全寿命周期成本，同时也能够进一步提升变电站运行的安全性和可靠性。

4）注重并推动新技术带来的运行和管理模式的转变。建议结合我国智能变电站发展建设的实际情况以及新特点，在专业管理和新技术应用方面进行综合考虑，实现智能变电站在管理和技术上的和谐发展。