变电站一次设备智能诊断技术及高级应用
摘要：建设智能化的变电站对站内设备的选择、数据采集、通信等环节都提出智能化的需求，对变电站监测水平也提出了智能化要求，提高一次设备监测智能化水平已迫在眉睫。文章结合具体工作实践，描述了一次设备的智能诊断实现方式和高级应用。
关键词：智能诊断；状态监测；状态评估；高级应用 1 一次设备智能诊断实现方式
传统的变电设备在线监测系统在分析设备的在线监测数据时，通信规约不统一，分析手段单一化。原来系统采用的IEC三比值法，上下限报警等方法进行故障粗分时，会出现缺码，较高的误报率，判断轻微故障时不灵敏等一些问题，而且对数据的分析不深入。
1.1 实现方式
专家诊断系统可以对变电站在线监测数据进行深入的分析，以此提高变电站监测诊断系统的智能化水平。专家系统利用多方面的数据可对故障设备进行故障细分，结合大量故障案例所积累的经验及多种智能方法来进行综合诊断，这样能够使故障诊断效果有较大的提高。具体实现时采用了一下三种方案：
①通过加入自我改进的机器学习及模式识别，解决了误报警的问题，一次设备倒母线导致TV角度变化的问题；增加数据自动处理，自动诊断功能，定期生成诊断报表；依靠专家诊断系统来对设备故障的诊断，大小及发展趋势；对于避雷针的监测，增加了雷击次数计数功能，可以充分结合对环境温湿度等影响因素的研究，对避雷器的运行状态做出更全面，准确的判断。
②采用机器学习的策略，实现使用多种理论，包括神经元模型以及函数逼近论的方法，以符号演算为基础的规则学习，决策树学习，基于马尔可夫过程的增强学习，引入了认知心理学中归纳，解释，类比等概念。具体的理论基础是模糊理论，同时运用矩阵论等数学工具，解决方案从部分和整体的角度提出了层次逐次分解法和正交函数系分解法，并采用了模糊推理。机器学习采用了梯度上升学习算法和遗传学习算法。通过机器学习，可使模式识别适用于变电设备的在线监测的故障诊断系统。
③应用完备的故障诊断功能，友好的软件显示界面，可以根据收集到的在线监测数据和设定的逻辑判断关系，分析出设备的运行状况，进行必要地处理，处理的结果写入实时数据库，同时通过客户端界面查看分析结果。此外，还可按有效值进行报警，避雷器的阻性电流和容性设备的介质损耗按标准工况进行报警，并解决突发性故障的监测问题。在提供可靠的分析判据的基础上，提高数据的灵敏度，对设备的运行状况进行综合的判断，从而对变电设备的运行状态做出更全面的判断。
1.2 与传统的变电站在线监测系统比较
与传统的变电站在线监测系统相比，应用于智能变电站的在线监测系统在以下几个方面作了重大的改进，具体包括：
①建立了变压器智能诊断模型，包括色谱诊断模型，微水诊断模型，放电模型，对套管绝缘监测使用的因赛特诊断模型，负荷温度模型，温度老化模型，对于OLTC监测的I2T诊断模型，针对绕组振动监测的振动频谱诊断模型。这些模型可以组成一套完整的变压器在线监测系统。
新一代智能变电站一次设备智能化的探讨和展望 发表时间：2018-06-06T15:41:45.967Z 来源：《科技新时代》2018年3期作者：田军韩志惠[导读] 摘要：本文分析了新一代智能变电站一次设备的智能化，阐述了智能变电站与智能化一次设备的主要概念，针对一次设备智能化进行了深入研究，结合笔者本次研究，最终提出了要对智能化的一次设备进行深化检修智能和全生命周期管理策略。 摘要：本文分析了新一代智能变电站一次设备的智能化，阐述了智能变电站与智能化一次设备的主要概念，针对一次设备智能化进行了深入研究，结合笔者本次研究，最终提出了要对智能化的一次设备进行深化检修智能和全生命周期管理策略。希望通过本文的分析研究，实现新一代智能变电站一次设备功能的最大化，从而确保变电站安全、稳定运行的目标。 关键词：智能变电站；一次设备；智能化随着科学技术的飞速发展，产生了新一代的智能变电站，然而变电站的智能化只是一种保证变电站安全、稳定的手段。由于智能电网具有系统性、复杂性，并且受到规划与设计变电站、设置智能系统网架、智能电网的运行方式等多方面的因素影响制约，所以仅仅依靠智能化是不能够有效的保障变电站运行的安全、稳定。除此之外，在运用智能化技术的时候，要重视电网的安全性、可靠性、经济性，做到有效的利用一次设备智能化技术，提高变电站的智能化水平，从而保障了电网运行的安全性、稳定性。 1 新一代智能变电站一次设备智能化的探讨 1.1智能变电站 智能变电站的基本要求是实现全站信息的数字化、通信平台的网络化、信息共享的标准化，通过采用可靠、集成、先进、环保的智能化设备来实现其功能，如对信息的收集、测量、控制、保护、计量和检测等的基本功能，和一些自动控制、智能调整、在线分析、互动协同等高级功能。智能变电站的组成部分为智能化的一次设备和信息管理系统。智能化的一次设备的智能化表现在变压器智能化、开关设备智能化、电子互感器等[1]。 1.2 一次设备智能化 变电站的一次设备主要有变压器、避雷器、母线、互感器、断路器等等。智能变电站一次设备智能化，主要是在以往一次设备功能的基础上，采用通讯协议与信息管理系统进行数据的交互，其基本功能是测控、通讯、保护。一次设备的智能化还具有强大的信息交互、强大的自己监测与诊断能力，既能够对设备的运行状态进行科学的检查与测试，又可以尽早的预测与识别故障，并且及时的将预测分析的结果反馈给相应的设备管理部门，从而为状态的检修提供了可靠的信息依据。另外，在设备出现故障之后，它可以进行自动化的分析、识别、与评估。下面对变电站的一次设备中的变压器智能化、避雷器智能化进行了简要介绍： 1.2.1变压器智能化 新一代智能变电站一次设备中，变压器的智能化是指变压器在运行和监测时候的自动化。其自动化的主要内容是：实时监测变压器油色谱、绝缘、电流、电力负荷、油温，并且控制管理变压器油品对气与水的溶解等问题，及时断开和处理变压器的局部放电、介质损耗、绕组短路等，有效的调整负荷温度、铁芯电流、冷却器状态，从而确保变压器的功能能够正常发挥。 1.2.2避雷器智能化 变电站安全运行的设备与结构基础是避雷器，并且避雷器的智能化是智能变电站的重要前提。在变电站中使用智能化的避雷器，能够全面的检测电流、电压、动作和能够有效的控制全电流、阻性电流，从而有效的保障避雷器功能。与此同时，可以通过将智能化避雷器与智能变电站的网络或者是管理系统有效的结合，来实现通信与调控功能，并且把智能化避雷器向整个智能变电站体系转化，有利于加强变电站的智能化和变电站运行的安全化。 1.3一次设备智能化的评判准则 新一代智能变电站一次设备智能化，不仅仅是对设备进行信息化的处理与网络化的运用，它还是智能化的体系和结构，具有设计科学、布局合理、建设严格等特点，要对智能变电站一次设备的智能化评判可以依据其智能性、及时性、功能性准则来进行，以保障设备在运行时的安全、稳定、准确[2]。 1.4一次设备智能化正常运行的要求 智能化一次设备要正常运行，就必须确保智能一次设备的相关智能元件不受损，那么就要使智能元件满足以下要求： 1.4.1在使用智能元件后，智能化一次设备能够正常运行。 1.4.2智能元件要及时的监测分析主要的设备，并且要自动的将数据记录储存下来。 1.4.3智能元件要有自我检测和报警的功能，并且其检测的灵敏性要符合设备功能的要求。 1.4.4智能元件要有对电磁抗干扰的能力。 1.4.5智能元件最终得出的监测数据要确实可靠。 2 新一代智能变电站一次设备智能化的展望 2.1新一代智能变电站一次设备智能化 一方面变电站一次设备可以通过优化智能组件、组网来建立变电站一次设备的通信系统，从而达到实时监测的目的，以确保一次设备监控能力的提升。另一方面，变电站可以采用一次设备的集成体系中的集成设备，将一次设备的使用寿命延长和提高其运行的精确度，从而不仅可以保证一次设备的安全稳定，还有利于提高一次设备的智能化水平。另外，变电站一次设备要对将来现代化升级和智能化拓展一定的空间和结构，以确保其能够顺应时代的潮流稳定发展。 2.2检修智能深化 变电站一次设备中的检修智能化，既是实现智能化的重要保证，又是智能变电站对一次设备功能与稳定维护的重要前提。智能变电站一次设备的运行时，可以采用新型的处理技术对产生的运行状态与数据信息进行处理，从而有效的检测维修智能变电站一次设备，智能变电站建设中智能化检修是其基本需求。在进行智能化维修时，可以通过设立智能化检修系统与信息处理系统，从而对一次设备运行信息的数据库进行完善，从而达到对一次设备运行状况进行实时自我诊断的目的。与此同时，要做好及时报警和判断智能变电站一次设备运行过程中的问题和故障。最后，通过对变电站一次设备检修智能的深化，来有效的控制一次设备运行中存在的风险，进而提升智能变电站一次设备的稳定性、可靠性、安全性。
智能化变电站技术
内容提要
? 智能化变电站概述 ? 如何实现智能化变电站 ? 关键问题分析 ? 智能化变电站技术规范 ? 国内典型工程案例分析
智能化变电站概述-定义
? 《智能变电站技术导则》给出的定义 采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设
备，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化控制、智能调节、在线分析 决策、协同互动等高级功能的变电站。
? 智能变电站派生于智能电网
智能化变电站概述-变电站 内部分层
IEC61850将变电站分为三层
远方控制中心 技术服务
7
变电站层
功能A
16
功能B
9 16
8
3
继电保护
控制
间隔层
控制
3
继电保护
45
45
过程层接口
过程层
传感器
操作机构
高压设备
智能化变电站概述-需要区分的概念
? 变电站层 监控系统、远动、故障信息子站等
? 间隔层 保护、测控等
? 过程层 智能操作箱子（或称智能单元） 合并单元 一次设备智能组件等。
智能化变电站概述-需要区分的概念
? IEC61850变电站
特征： 1）两层结构（变电站层、间隔层，没有过程层）； 2）一次设备非智能化，间隔层通过电缆与传统互感器和开关连
接； 3）不同厂家的装置都遵循IEC61850标准，通信上实现了互连
互通，取消了保护管理机； 4）间隔层保护、测控等装置支持IEC61850，直接通过网络与
变电站层监控等相连。
市场特征： 该模式在国网和南网都处于大批量推广阶段，所占比例会越来 越大，以后会成为变电站标配。 例如：华东500kV海宁变、湖北500kV武东变等。
新一代智能变电站概念设计 发表时间：2018-04-28T16:31:41.250Z 来源：《电力设备》2017年第33期作者：代春凤 [导读] 摘要：随着科学技术的进一步发展，电网技术的得到了飞速发展，随即智能电网的概念被提出，智能变电站为满足日益增长的信息化、自动化、互动化需求应运而生。 （国网新疆奎屯供电公司新疆奎屯市 833200） 摘要：随着科学技术的进一步发展，电网技术的得到了飞速发展，随即智能电网的概念被提出，智能变电站为满足日益增长的信息化、自动化、互动化需求应运而生。智能变电站是加强智能电网的重要基础和支撑，是电网运行数据的采集源头和命令执行单元，是智能电网建设的重要组成部分。为了实现智能电网进一步加强，对智能变电站的要求就进一步加强，因此，在新一代智能变电站的设计上就要做到科学合理，为此，本文针对当前只能变电站的设计问题进行深入的分析探讨，在实际的理念方面做出深入的分析，以期为以后智能变电站的建设提供设计的理论基础。 关键词：智能变电站；顶层设计；技术路线 引言：就目前而言，智能变电站相关的试点工程虽然在设备、建设以及日常的运行维护管理反面取得了较大的进展，但是在其他方面仍然存在着问题，比如系统相对较多并且功能也比较分散，不管是在设计理念上，还是相关技术和管理上都需要进一步加强。 一、当前智能变电站设计存在的问题 （一）设计模式存在问题 目前，大多数的变电站设计采取的都是分专业进行涉及的模式，并且是由供应商为主导进行的，在变电站的整体优化上非常难实现。不管是在设计的理念上，还是设计的方法上都收到了设备技术的限制，在设备的配置、整体布局以及控制上的设计都还有进步提升的空间。因此新一代智能变电站应该将供应商主导进行的分专业设计向整体集成化的设计方向发展，研制设备，优化主接线和总体的平面布局，进一步提高智能变电站的整体设计的水平，确保先进的设计理念实施到位。 （二）一次设备的一体化设计理念实施不到位 就目前而言，现在大部分的变电站在一次设备的一体化上的设计理念实施不到位，不仅在绝缘设计上不到位，并且在机械设计上也配合不当。同时缺少厂内一体化调试，设备现场联调时，出现通信接口、模型配置不统一等问题，影响工程进度。新一代智能变电站将实现一次设备智能化向智能一次设备转变。通过智能组件、传感器与一次设备的一体化设计，实现设备有效集成，功能高度整合，达到安装快捷、运行智能、检修方便。 （三）二次系统的配置独立分散，信息共享度低 智能变电站中各个二次系统的配置独立分散，信息共享度低，采样处理重复，维护工作量大对调控一体化的支撑力度不够，尚不满足电网运维管理体制的转变要求。因此，新一代智能变电站应实现分散独立系统向一体化业务系统的转变。要整合原来各分系统功能，构建一体化业务系统深化高级功能应用，全面支撑“大运行”、“大检修”采用层次化保护控制，实现安全稳定的“三道防线”。 二、新一代智能变电站设计理念 （一）系统高度集成 新一代智能变电站应遵循高度集成的设计理念，要进一步整合系统的功能，通过优化系统的结?布局、并采用一体化机器设备和一体化的通信网络以及一体化的系统，作为最基本的技术?架，能够有效地促进变电站的优化集成设计水平的进一?提升，在高度集成方面，不仅要保证一次与二次设备的高度集成，并且在其他如网络、站域平台、设备空间以及IED装置这几个方面都要保证高度集成。 （二）结构布局要合理 针对新一代智能变电站的设计，要保证电网设备在足够安全的条件下，在对变电站的主接线进行优化，并且针对互感器的数量要适当降低；在位置的选择上要做到科学化合理化，选择适合的位置，可以有效地节约变电站的设备费用以及基础建设的费用；另外，要将一次设备和传感器在整体上进行优化，在电子互感器成熟稳定之后，可以将电子互感器集成于一次设备当中，在设备的高度集成上进一步优化加强。这样不仅可以减少设备的占地面积，还能够利用节约出来的空地将二次设备放到一次设备的附近地区，利用空地进行就地摆放以及安装。同时，在设备的检修方面，可以引进或是采用最新型的检修设备以及安装机械设备，做到在恶劣天气或是较恶劣的自然环境下，能够进行及时且精确地检修以及维修保护等等。 （三）装备先进?用 变电站使用的机械设备要先进适用。现在新一代智能变电站，在设备的选用上，采用的是智能化的一次设备以及集成化的二次系统，但是在这个基础上，应积极地改进现有的设备，积极地研制更加新型化的设备，不管是在技术指标上，还是使用寿命的周期上，还是其他别的方面，都要做到指标现金，性能稳定，安全实用的寿命周期要长。同时，要采用在设计、配置、调试工具方面具有方便高效的变电站设计和调试技术，比如，采用基于图形用户界面的设计、配置成套工具，或是二次虚端子接线设计与变电站配置文件的无缝结合等。才能在提高变电站在设计、安装、调试方面的效率。 （四）支?调控一体 要优化设备告警信息直传和变电站全景远程浏览等功能，在一体化的监控系统的配置方面要做好优化简化，在一键式顺序控制应用发个面要更加的深化，进一?提升在高级功能方面的应用水平，节约人力，做到即使没有人值守，也可以正常?行的管理模式的需求，实现变电站的自动化。 （五）经济节能环保 新一代的智能变电站使用的设备在整体上已经相对都比较节能和环保了，比如在IED、网络交换机、占地面积、建筑面积的使用上以及进行现场安装的工作量上，都相应的?少了30%以上，甚至都?到了40%-50%左右，?大的节约了人力和无力，既经济又环保。但这不能是追求的经济环保的?限，应继续积?的优化变电站设备，集成系统的强度要更加优化，进一?实现智能变电站的集成化、一体化、和标准化。 三、结语 总之，在新一代智能变电站的设计上，要做到高度集成化的系统，做到经济节能环保，减少人力和物理的浪费，实现自动化管理，不
次设备智能化技术 时间：20 1 2-9 4 — 2 4巧：1 o:i9來源：作者?: O引言 智能变电站是智能电网的重要建设环节。保证电网安全稳定是一个系统工程，取决于诸多因素，不是单靠提高变电站的智能化就可以实现的。变电站的安全稳左运行是与变电站接入方案是否可靠、系统网架是否合理、运行方式是否合适分不开的。必须明确“智能化”是确保电网安全、可靠、经济运行的手段，而不是目的?智能化不能牺牲电网原有的安全性、可靠性和经济性. 智能变电站与数字变电站的区别如下：（1）一次设备状态监测与一次设备智能化：（2）一体化信息平台与智能高级应用：（3）辅助系统智能化。 1智能变电站的定义 智能变电站的如下定义:由先进、可靠、节能、环保、集成的设备组合而成。以高速网络通信平台为信息传输基础，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、协同互动等高级应用功能的变电站。 2智能变电站的特征 智能变电站的特征:一次设备智能化、信息交换标准化、系统高度集成化、运行控制自动化、保护控制协同化、分析决策在线化。智能变电站是智能电网的重要组成部分。高可靠性的设备是变电站坚强的基础，综合分析、自动协同控制是变电站智能的关键，设备信息数字化、功能集成化、结构紧凑化是发展方向。 3智能变电站的结构 智能变电站设备分为过程层、间隔层、站控层. （1）过程层:指智能化电气设备的智能化部分。过程层的主要功能分3类:电力运行实时的电气量检测;运行设备的状态参数检测：操作控制执行与驱动。 （2）间隔层：其设备的主要功能是汇总本间隔过程层实时数据信息;实施对一次设备保护控制功能：实施本间隔操作闭锁功能;实施操作同期及其他控制功能;对数据采集、统计运算及控制命令的发出具有优先级别的控制：承上启下的通信功能，即同时高速完成与过程层及站控层的网络通信功能。必要时，上下网络接口具备双口全双工方式，以提高信息通道的冗余度，保证网络通信的可靠性. （3）站控层：苴主要任务是通过2级高速网络汇总全站的实时数据信息，不断刷新实时数据库，按时登录历史数摇库;按既立规约将有关数据信息送向调度或控制中心;接收调度域控制中心有关控制命令并转间隔层、过程层执行;具有在线可编程的全站操作闭锁控制功能;具有（或备有）站内当地监控，人机联系功能;具有对问隔层、过程层诸设备的在线维护、在线组态、在线修改参数的功能;具有（或备有）变电站故障自动分析和操作培训功能[1] O 过程层设备是联系一次设备和二次系统的桥梁，为间隔层设备提供一次设备的数据，执行间隔层和站控层对一次设备的控制、调节等功能。间隔层设备完成对一次设备的测量、控制、保护、汁量、检测等功能.智能组件以测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化、信息互动化为特征，集成了过程层和间隔层的部分功能，具备测量、控制、保护、计量、检测中的全部或部分功能.高压一次设备与相关智能组件的有机结合构成了智能化一次设备,这种有机结合可以是独立运行的高压设备加外置的智能组建，也可以是高压设备内嵌部分智能组建再加外置智能组件，还可以是高压设备内嵌相关智能组件。智能组件是一次设备实现智能化的主要途径.
智能变电站与常规变电站的区别 一、了解智能变电站 1、背景 伴随着工业控制信息交换标准化需求和技术的发展，国外提出了以“一个世界，一种技术，一种标准”为理念的新的信息交换标准:IEC61850标准。在国内，现有信息交换技术在变电站自动化领域体现出来的种种弊端严重制约了生产管理新技术的提高，因此，采用IEC61850实现信息交换标准化已经成为国内电力自动化业界的一致共识，同时，国家电网公司又提出了“建设数字化电网，打造信息化企业”的战略方针，如何提高变电站及其他电网节点的数字化程度成为打造信息化企业的重要工作之一。数字化变电站就是在这样的背景下提出来的。因此，数字化变电站是变电站自动化发展及电网发展的结果。 如今，我国微机保护在原理和技术上已相当成熟，常规变电站发
生事故的主要原因在于电缆老化接地造成误动、CT特性恶化和特性不一致引起故障、季节性切换压板易出错等。这些问题在智能（数字）化变电站中都能得到根本性的解决。另外，微机技术和信息、通讯技术、网络技术的迅速发展和现有的成熟技术也促成了数字化技术在电力行业内的应用进程。这几年国内智能化一次设备产品质量提升非常快，从一些试运行站的近期反馈情况可以看出，智能化一次设备已经从初期的不稳定达到了基本满足现场应用的水平。工业以太网是随着微机保护开始应用于电力系统的，更是成为近几年的变电站自动化系统的主流通信方式。在大量的工程实践证明站控层与间隔层之间的以太网通信的可靠性不存在任何问题。而间隔层与过程层的通信对实时性、可靠性提出了更高的要求，但通过近两年的研究与实践，这一难点问题也已经解决。可以说原来制约数字化变电站发展的因素目前已经得到逐一排除。 智能（数字）化变电站按照变电站自动化系统所要完成的控制、监视和保护三大功能提出了变电站内功能分层的概念:无论从逻辑概念上还是从物理概念上都可将变电站的功能分为三层，即站级层、间隔层和过程层。智能（数字）化变电站作为变电站的发展方向，主要解决现有变电站可能存在的以下问题：传统互感器的绝缘、饱和、谐振等；长距离电缆、屏间电缆；通信标准等。 智能（数字）化变电站与传统变电站相比，主要需对过程层和间隔层设备进行升级，将一次系统的模拟量和开关量就地数字化，用光纤代替现有的电缆连接，实现过程层设备与间隔层设备之间的通
智能变电站基础知识 一、单项选择题 1. 合并单元是（）的关键设备。 （A）站控层；（B）网络层；（C）间隔层；（D）过程层 答案：D 2. 智能终端是（）的关键设备。 （A）站控层；（B）网络层；（C）间隔层；（D）过程层 答案：D 3. 从结构上讲，智能变电站可分为站控层设备、间隔层设备、过程层设备、站控层网络和过程层网络，即“三层两网”。（）跨两个网络。 （A）站控层设备；（B）间隔层设备；（C）过程层设备；（D）过程层交换机 答案：B 4. 智能变电站中交流电流、交流电压数字量经过（）传送至保护和测控装置。 （A）合并单元；（B）智能终端；（C）故障录波装置；（D）电能量采集装置 答案：A 5. 避雷器在线监测内容包括（）。 （A）避雷器残压；（B）泄漏电流；（C）动作电流；（D）动作电压
答案：B 6. 智能变电站中（）及以上电压等级继电保护系统应遵循双重化配置原则，每套保护系统装置功能独立完备、安全可靠。 （A）35 kV；（B）110kV；（C）220kV；（D）500 kV 答案：C 7. 继电保护设备与本间隔智能终端之间通信应采用（）通信方式。 （A）SV点对点；（B）GOOSE点对点；（C）SV网络；（D）GOOSE网络 答案：B 8. 继电保护之间的联闭锁信息、失灵启动等信息宜采用（）传输方式。 （A）SV点对点；（B）GOOSE点对点；（C）SV网络；（D）GOOSE网络 答案：D 9. 智能变电站中双重化配置的两套保护的跳闸回路应与两个（）分别一一对应。（A）合并单元；（B）智能终端；（C）电子式互感器；（D）过程层交换机 答案：B 10. 智能终端放置在（）中。 （A）断路器本体；（B）保护屏；（C）端子箱；（D）智能控制柜 答案：D
智能变电站发展前景及其关键技术分析 摘要：在时代迅速发展的带领下，我国对于电力的数量需求以及质量要求越来 越严苛，电力行业也是不负众望，为我国的电力用户提供安全、稳定的电力。但 由于数字技术的提高以及能源政策的调整，传统的电力自动化系统已经落后，智 能变电站的建设和发展成为必然的发展趋势。本文将简单介绍智能变电站的定义 和优点，分析其关键技术，并探究其在当今社会条件下的展望。 关键词：智能变电站；发展；关键技术 一、智能变电站概述 智能变电站是由智能设备和变电站全景数据平台两个核心部分组成。智能设 备能够通过通信光纤之间的连接来获取实时的智能变压器的工作参数和信息，所以，当其工作状态产生变动时，智能设备能够依照控制系统的电压和功率来判断 分接头的调度；当其工作状态遇到障碍时，智能设备能够产生警报且提供相应的 工作参数和数据信息等，另外，智能设备中的高压开关这一设备拥有稳定高效的 开关和控制功能，能够实时监测设备运行状态并及时诊断出设备的问题所在，帮 助工作人员快速高效地排除和修复所遇到的障碍，有效地减少了设备的管理费用，降低运行风险，使其稳定性得到合理的保障。变电站全景数据平台能够采集变电 站电力系统各状态下的工作参数和设备运行数据，能够将变电站的信息源头进行 简单化和一致化处理，实现横纵方向的信息透明化、共享化，进而规范相关信息 的处理方式和接口访问，以满足智能变电站信息库的性能要求，为变电站中一系 列的高级应用功能打下坚实的基石。 二、智能变电站的发展前景展望 当今社会条件下，人们对生活的水平和质量有着更高的要求和期望，生活更 加智能，智能的同时是带来不断增长的电力需求量，随之而来的必然是用电量的 持续上涨，那么只有我国的电力行业不断强化自身的发展，全面保障安全稳定的 持续电力供应，才能满足人们的相应需求。而传统的电力自动化系统已然跟不上 智能化的现代生活，这就要求传统电力网络向智能化发展，只有建立起智能电网，才能够实现智能供电，而智能变电站在智能电网的建立过程中具有举足轻重的地位。 我国的一二五计划中也提到了关于智能电网的发展规划，在2015年，我国已成功建成规格110-750千伏的智能变电站上万座。另外，我国政府在智能变电站 的投资在一二五期间达到160000亿元，所以不论从社会需求还是国家的重视度 都可以看出智能变电站的发展前景是非常可观的。那么为什么智能变电站能得到 国家的认可，原因就在于智能变电站的能够涉及到发电、点的传输与调配、通信 等等方面，能更好的实现电力资源的分配，另外，智能的变电站在设备的检修方 面也有很大的优势，通过网络大数据的使用，可以更好的对各电站的输电环境以 及设备进行监测。 当然，虽然智能变电站的发展前景是非常可观的，但是在发展的过程也避免 不了问题和挑战。首先，智能变电站的发展前提是网络技术的支持，我们必须要 有成熟的网络技术支持。第二，对与智能变电站，我们也需要特殊的材料，那么 这方面的研究也是智能变电站发展的基础。总的来说，智能变电站的是机遇与挑 战并存的，但是在社会发展迅猛的今天，我认为智能变电站的发展已成为必然趋势，所以发展的大方向还是好的。 三、智能变电站的关键技术分析
智能变电站概述 第2 章智能变电站概述 2.1 智能变电站的定义和主要技术特点 所谓智能变电站是指采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，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的变电站。 智能变电站具有数字化全站信息、网络化通信平台、标准化信息共享和互动化高级应用的主要技术特点。 （1）数字化全站信息。数字化全站信息是指实现一次、二次设备的灵活控制，并具有双向通信功能，可以通过信息网进行管理，满足全变电站信息采集、传输、处理、输出过程完全数字化。主要表现在信息的接地数字化，通过采用电子互感器，或者常规互感器就地配置合并单元，实现了就地数字化的信息采样；通过一次设备智能终端的配置，实现就地采集设备本体信息和就地执行控制命令。使电缆缩短，光缆延长。
（2）网络化通信平台。网络化通信平台是指使用基于IEC 61850 的标准化网络通信体系，具体表现是网络化传输全站信息。变电站能根据实际需求灵活选择网络拓扑结构，利用冗余技术增强系统可靠性；互感器的采样数据可通过过程层网络同时发送到测控、保护、故障录波及相角测量等装置，从而共享了数据；利用光缆代替电缆可大幅度减少变电站二次回路的连接线数量，同时提高了系统的可靠性。 （3）标准化信息共享。标准化信息共享就是形成基于一致的断面的唯一性、一致性基础信息，一致的标准化信息模型，通过一致的标准、一致的建模来实现变电站里外的信息交换和信息共享。具体表现在信息一体化系统下，将全站的数据按照一致的格式、一致的编号存放在一块儿，使用时按照一致的检索方式、一致的存取机制进行，避免了不同功能应用时对相同信息的重复建设。 （4）互动化高级应用。互动化高级应用就是实现各种变电站里外高级应用系统相关对象之间的互动，全面满足智能电网运行、控制要求。具体而言，就是建立变电站内全景数据的信息一体化系统，供各个子系统同一数据标准化规范化存取访问以及和调度等其他系统进行标准化交互；满足变电站集约化管理、顺序控制的要求，并能与相邻变电站、电源、用户之间的协调互动，支撑各级电网的安全稳定经济运行[5,6].
变电站智能运检关键技术及应用 摘要：“十三五”期间，电网规模将迎来爆发式增长，电网运行安全性要求也越来越高，依靠人力为主的传统运维检修模式导致运维能力提升有限，已经无法满足 迅猛增长的电网运维工作需求；同时传统的运维检修模式无法实现资源的优化配置，运检资源分配随意性较大，制约了运检效率的进一步提高。通过现代科技提 升变电站运检智能化水平，可有效提升设备可靠性和提高劳动生产率，是提高电 网安全稳定和缓解人力资源紧张的有效手段。 关键词：变电站；智能运检；技术 1运维平台 1.1 在线监视 建立变电站二次系统全景信息模型，应用纤芯自动搜索算法实现虚、实对应 的二次设备全景可视化展示技术，将智能变电站信息数字化、抽象化转变为可视 化的全景模式。在线监视应能实现如下功能：1）对全站二次设备运行工况、通 信状态的实时监视与预警。2）对全站二次设备告警信息、变位信息、压板状态 等各种信息的全景展示。3）对全站二次设备间通信链路状态的实时监视与可视 化展示。4）对全站二次设备虚回路、虚端子的实时监视与可视化展示。5）对保 护装置等间隔层设备温度、电压以及保护遥测的实时监视与展示。6）对保护装 置面板指示灯状态的正确反映。 1.2 状态评估及监视预警 电力二次设备“趋势性 + 损失性”的评价体系和“横向比对、纵向校验”的评价方法，实现智能站二次设备健康状态在线评价，实现“经验评估”向“量化评估”的跨越。趋势性评估方法：是指对装置稳态量的长期监视、记录和分析，反映一段时 间内元件性能的变化趋势，包括采样值精度、开关量一致性、运行及环境温度、 端口光功率、其他自检参数等，超出门槛值预警。损失性评估方法：是指当装置 发生异常告警时，通过对告警信息按类型进行分析和统计，推断故障的具体性质，如严重等级、持续时间、影响范围、最可能的故障位置等，为装置异常缺陷处理 提供辅助决策。 1.3 保护定值管理 针对种类繁多、厂家各异的继电保护装置，能否正确、可靠动作直接关系到 电力系统的安全稳定运行，而继电保护定值的管理显得尤为重要，对于智能变电 站保护定值的管理，应能够正确、可靠地实现定值召唤、定值区切换、定值修改、定值比对等功能。定值召唤应能支持同时通过本地和远方发起的进行定值区号和 任意区定值的召唤，并且能够直观地显示定值名称及相应属性等信息。支持定值 区实时切换，通过选择、返校、执行步骤保证定值切换的正确性。定值修改内容，应能支持同时通过本地和远方发起的对定值进行实时修改，并且能够对单一保护 设备的定值进行批量修改，定值修改后，向所有远端主站发送定值变化告警信号。定值比对功能，应能根据历史数据库保存的最新定值信息与新召唤上来的定值进 行自动或手动对比，当两份定值单不一致时，应触发告警功能，并标识定值不一 致处，以便运行人员进行快速检查、核对。当定值修改后，应能对修改前后的定 值进行自动校对，并对不一致的地方进行明显的标识。 2操作智能化 2.1 隔离开关分合闸状态的“双确认” 敞开式隔离开关在操作过程中的可靠性相比短路器要低，进行操作时需要操
第35卷第0期中国电机工程学报V ol.35 No.0 000.00, 2015 DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.2015.00.000 文章编号：0258-8013 (2015) 00-0000-00 中图分类号：TM 新一代智能变电站信息流架构设计 肖燕 (中国电力科学研究院，北京市海淀区100192) Design of Information Flow Scheme for New Smart Substation XIAO Yan (China Electric Power Research Institute, Haidian District, Beijing 100192, China) ABSTRACT:For realizing the unity of data source and the unity of communication network at new smart substation, sharing the resource of hardware and network and promoting the integration degree of new smart substation, the information flow including measurement information flow, control information flow, protection information flow and monitoring information flow were investigated respectively and a scheme of information flow integrating control, protection, monitoring and measurement was proposed for new smart substation. Base on this scheme and the technical needs of 220 kV new smart substation, an implementable information flow design was putted forward which was composed by the information flow of bus space, the information flow of transmission line space, the information flow of transformer space and the information flow of intelligent high voltage equipment. The information flow design was applied in new smart substation demonstration project of SGCC. KEY WORDS: smart substation; information flow; data flow 摘要：为了在新一代智能变电站内实现数据源的统一和通信网络的统一，共享站内硬件资源和网络资源，提升新一代变电站的集成度，该文对站内信息流进行了系统研究，包括测量信息流、控制信息流、提出一种融合测量、控制、保护、监测和计量等需求的全站信息流架构。以此为基础，结合220 kV新一代智能站的工程需求，给出了一种可执行的信息流设计方案，该设计方案包括母线间隔信息流设计、线路间隔信息流设计、主变间隔信息流设计及高压设备信息流设计共4个部分。文中提出的信息流设计方案在国家电网公司的新一代智能站示范工程中得到应用。 关键词：智能变电站；信息流；数据流 0 引言 智能变电站(简称智能站)是智能电网的重要组成部分[1-3]，在智能站中，大量应用了智能电子装置(以下简称二次设备)，信息流涉及站内通信网络架构、二次设备功能配置及智能化功能实现方案等关键问题，信息流设计已成为智能站顶层设计的重要部分。智能站信息流包括电压、电流及各类设备状态信息、控制信息的采集、共享、处理、执行、传输、应用、存储等多个环节，经济、可靠地支持智能化目标的实现是信息流设计的基本要求。2009年之前，已有数字变电站，但数字化主要限于保护与测控，二次设备数量有限，信息流相对简单[4-5]。2009—2012年，开始研究建设智能站，二次设备从保护、测控扩展到了智能高压设备的二次部分及计量、监测及辅控设备等，信息流在深度及广度上均有较大扩展，但对信息流的系统研究甚少，实际工程中，通常由二次设备供应商结合工程要求自行设计，随意性很大，为后期的运智能站的维带来了极大的风险。由于电网已发展成熟，欧美对智能站的研究并不活跃，有少数几个智能站的例子，技术状态与国内已建工程基本相同，即数字化的测控、保护，辅以部分在线监测，且彼此网络独立，数据源独立。 2012年，国家电网开始研究、建设新一代智能变电站(以下简称新一代智能站)，新一代智能站汲取了已有建设经验，进行了多方面的技术提升，其中一项十分重要的内容就是统一全站信息流[6]。本文阐述了这项工作的主要内容。与国内外已有信息流方案相比，本文实现了全站各业务的信息融合，将以往独立布局的保护测控、智能高压设备、计量、电能质量监测等不同业务的信息流进行统一规划，分析共同的数据源需求，按照设备、各业务子系统全站各层级智能化目标，构建全站信息流架构，首次实现了全站各业务共网共源，从根本上解决前期 网络出版时间：2016-01-06 16:47:08 网络出版地址：https://www.doczj.com/doc/e814343747.html,/kcms/detail/11.2107.TM.20160106.1647.004.html
智能变电站一次设备智能化技术探究 摘要:在信息技术高速发展的今天，变电站紧跟时代要求，实现智能化发展。一 次设备是变电站中的重要组成部分，在实现智能变电站建设时，重视一次设备智 能化技术的快速发展，提升变电站的服务水平。新时代，人们的用电需求量不断 增强，一次设备智能化技术能够保障智能变电站的正常运行，进而为人们提供高 质量的用电服务。因此本文探究一次设备智能化技术的发展，以此推动我国电力 事业的发展。 关键词：智能变电站；一次设备；智能化技术 变电站在我国电网系统中占据重要位置，在智能电网建设中，应重视智能变 电站的建设。智能变电站与传统变电站之间存在着较大的区别，主要体现在电气 一次设备智能化发展。新时代中，变电站智能化发展主要是为人们提供优质的用 电服务，一次设备智能技术在维护智能变电站稳定运行方面发挥着重要作用，其 可以提高智能变电站的智能化水平，并且加快智能电网的建设速度[1]。 一、智能变电站概述 在信息时代中，智能变电站主要借助于科学技术实现信息的有效采集与传递，同时具有测量、控制、计量以及监测等功能，可以依据电网运行的实际需求完成 智能调节任务，为在线分析决策、协同互动等模块提供技术支持。在智能变电站 建设中，智能变电站地设施多具有环保、集成、先进的特点，使得智能变电站具 有较高的自动化程度。相比较于传统变电站，智能变电站具有较高的安全性，适 用于时代发展需求。在智能变电站运行过程中，应注重一次设备智能化技术的应用，不仅仅实现智能电网系统的安全运行，同时也能提升智能变电站的工作效率，满足人们日益增长的用电需求[2]。 二、智能变电站设备网络结构及一次设备 （一）智能变电站设备网络结构分析 在智能变电站建设中，其结构主要分为三个层次，即过程层、间隔层以及站 控层。其中过程层主要起到桥梁作用，连接一次设备和二次系统。过程层设备能 够实时监测电力运行中电气量变化；也能实现对电气设备运行参数的检测，为间 隔层设备提供真实、可靠的一次设备数据；同时，更是实现站控层、间隔层对一 次设备的控制调节空能。间隔层设备主要实现信息的汇总，对过程层、站控层中 产生的信息予以汇总。间隔层通过对数据信息的收集与计算，进而实现对一次设 备保护。间隔层能够实现过程层设备、站控层设备的网络通信，具有承上启下的 良好网络通信功能。为了保障智能变电站的网络通信稳定性，可以在间隔层上下 网络接口处，采用双口全双工结构予以连接，进而增强信息通道的冗余度，保障 智能变电站的安全运行。站控层设备可以实现智能变电站的实时数据的收集与整理，同时，也能实现对智能变电站实时数据库的更新，确保数据库中的数据信息 真实有效，将智能变电站各个阶段的运行情况予以掌握。站控层设备收集数据的 同时，其需要将相关数据传送至变电站调度中心，促使调度中心依据数据信息发 布指令，过程层设备、间隔层设备接受指令后予以执行。站控层设备不仅仅具有 监控、收集、操作的功能，同时还具有参数修改以及对变电站故障分析、维护的 作用，保证智能变电站安全可靠的运行[3]。 图1 智能变电站设备网络结构图 （二）智能变电站一次设备概述
智能变电站高级应用 专题报告
目录 1概述 2高级应用介绍 2.1程序化操作 2.2与主站系统的无缝连接(图模一体化) 2.3智能告警及分析决策 2.4无功自动调节 2.5智能开票系统 3预研功能 3.1分布式状态估计 3.2设备在线监测与状态检修 3.3事故信息综合分析决策
1 智能变电站概述 智能变电站是坚强智能电网的重要基础和支撑。由先进、可靠、节能、环保、集成的设备组合而成，以高速网络通信平台为信息传输基础，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、协同互动等高级应用功能。 智能变电站对于硬件、软件同样有自身的需求。对于软件来说，智能化意味着自动化程度更高，将工作人员从大量繁复、易出错的工作中解放出来；更聪明，对于系统运行状态并不是简单的通知运行人员，而是可以从系统采集数据中判断自身所处的状态，并可以对状态进行闭环的处理；更灵活，系统部署方便、系统规模可调整，与其它系统的集成方便。
2高级应用介绍 2.1程序化操作 程序化操作也称为顺序控制。变电站程控操作是指变电站内智能设备依据变电站操作票的执行顺序和执行结果校核要求，由站内智能设备代替操作人员，自动完成操作票的执行过程。实际操作时只需要变电站内运行人员或调度运行人员根据操作要求选择一条顺控操作命令，操作票的执行和操作过程的校验由变电站内智能电子设备自动完成。 在智能化变电站内实施顺控操作，能够使智能化变电站真正实现无人值班，达到变电站“减员增效”的目的；同时通过顺控操作，减少或无需人工操作，最大限度地减少操作失误，缩短操作时间，提高变电站的智能程度和安全运行水平。 智能化变电站的几个特点：一次设备智能化和二次设备网络化；互操作性和
智能变电站一次设备智能化技术初探 摘要：变电站运行情况对电力系统运行安全性及稳定性会产生一定的影响，为了保证电力系统安全运行需要做好变电站的各种管控工作。随着科学技术的不断发展，在智能变电站目标得以实现的同时，对提升电力系统运行安全性也有较大的促进作用。为此各电力企业纷纷开始建设智能变电站，由于一次设备是智能变电站中的重要组成部分，所以提升一次设备智能化水平，可以使智能变电站的作用得到充分发挥。通过对智能变电站一次设备智能化进行分析，以期为同行业提供参考及建议。 关键词：智能变电站；一次设备；智能化；技术 1智能变电站的定义与内涵 一些先进、集成、可靠、环保的设施组成了智能变电站。智能变电站通过网络平台来传递信息，它有信息采集、控制、检测等方面的功能，可以通过实际的需要做出智能调节、在线分析、相互协同等相关指令。随着科技的发展，电网发展的趋势就是实现变电站的自动化，可以让电网稳定运行，实现变电站的安全性与经济性。智能变电站的出现让人们的生活发生了许多的变化，如不再考虑用电量的问题，因为智能变电站完全可以满足人们对电力的需求。 2智能变电站的特征 智能变电站的特点就是：一次设备智能化、信息交换标准化、系统高度集成化、运行控制自动化、护控制协同化、分析决策在线化。这是智能变电站的优势所在，比传统变电站更加能够满足人们的用电要求。智能变电站中电气设备的高可靠性非常重要，它是智能变电站发展的基础所在。智能变电站正朝着功能集成化、信息数字化等方向发展。 3一次设备智能化概述 一次设备智能化对设备原有功能进行了调整，可以自动完成相关检测工作，通过检测能对设备有无故障问题及安全隐患进行判断及分析，并会形成故障分析报告，可为后期一次设备检修及维护等工作提供更多的便利条件。智能变电站中常见的一次设备包括：变压器、开关设备、避雷器、电子式互感器，以及电容型设备等，下面就对一次设备的智能化问题进行逐一分析。 3.1对变压器智能化分析 3.1.1对变压器油色谱、接地电流、套管绝缘性及电力负荷等进行实时监测，油色谱在线监测设备，见图 1 所示。油色谱在线监测可以对变压器油中的溶解气体进行相应检测，对其有无问题进行判断；微水在线监测可以对油中水分的含量进行检测，通过以上监测可以真实地反映出变压器的油路情况，同时可以对本体是否出现渗油等情况进行准确判断。 图1 油色谱在线监测设备 3.1.2对变压器是否存在局部放电、介质损耗及绕组短路等问题进行判断。 3.1.3可根据实际运行情况及需求对冷却器状态、负荷、温度及铁芯电流等进行合理调整，进而保证变压器的安全运行。 3.2对开关设备智能化分析 开关设备包括断路器和 GIS。断路器智能化可使密度、压力、微水及泄漏的监测，通过在线的目标得以实现，通过以上监测可以对断路器 SF6 绝缘气体状态进行掌握，并且可以对断路器的分合闸线圈电流值、分合闸速度、储能电机的储能