新一代智能变电站层次化保护技术介绍 增

智能变电站简介智能变电站是采用先进、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。

智能变电站遵循的原则：1、变电站智能化改造应遵循《变电站智能化改造技术规范》，实现全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化，高级应用互动化，满足集中监控技术要求，提高变电站智能化水平。

2、满足继电保护点对点直采、直跳，继电保护双重化配置的两个过程层网络完全独立的原则，不允许双重化的SV、GOOSE网络通过以太网交换机进行连接。

智能变电站与数字变电站的区别：1、一次设备状态检测与一次设备智能化（外挂传感器）2、信息一体化平台与智能高级应用3、辅助系统智能化智能变电站与常规变电站的区别：1、一次设备状态检测与一次设备智能化2、信息一体化平台与智能高级应用3、辅助系统智能化4、信息建模和通讯的标准化5、对时系统智能变电站产品配置站控层产品配置监控系统：监控主机具有防误闭锁逻辑判断、顺序控制、智能告警及综合分析、智能操作票、视频联动等功能，在不具备与调度实现智能互动的变电站，系统还可以配置电压无功控制等智能高级应用功能。

后台监控系统完成对变电站的实时监视和操作功能，它为操作员提供了所有功能的入口，交互。

负责整个系统的协调和管理，保持工程数据库的最新最完整备份，组织各种历史数据并将其保存在历史数据库服务器，并实现各种高级应用功能。

远动终端：220kV及以上电压等级变电站远动通信装置应双套配置，110kV（66kV）变电站远动通信装置宜单套配置，需要时可集成保信子站功能。

远动装置作为客户端采集全站信息并加以综合、处理的同时，可以作为透明代理服务器，将变电站内的各类装置甚至虚拟装置映射为远动通信装置上的IEC61850服务器，远动通信装置还可完成IEC61850与IEC61970模型的自动映射管理，以实现跨站式或其他应用系统的互动。

智能化变电站的概念及架构前言在中国，国家电网公司的定义是：以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，利用先进的通信、信息和控制技术,构建以信息化、自动化、数字化、互动化为特征的统一的坚强智能化电网。

通过电力流、业务流、信息流的一体化融合,实现多元化电源和不同特征电力用户的灵活接入和方便使用，极大提高电网的资源优化配置能力,大幅提升电网的服务能力，带动电力行业及其他产业的技术升级，满足我国经济社会全面、协调、可持续发展要求涉及到电网发、输、配、售、用的各个环节。

常用称谓是坚强智能电网，统一性、坚强网架、智能化的高度融合。

目录一、智能化变电站的概念 (3)二、智能化变电站的功能特征 (3)三、智能化变电站与数字化变电站的区别 (5)四、智能化变电站架构 (6)1、数字化变电站的集成化 (6)2、智能化变电站综合集成化智能装置及其功能结构 (7)3、综合集成的智能化变电站的架构 (9)五、智能化变电站的关键技术 (10)L、智能化变电站技术体系、技术标准及技术规范研究。

(11)2、智能化一、二次设备智能化集成技术研究。

(11)3、智能化变电站全景信息采集及统一建模技术研究。

(11)4、智能化变电站系统和设备系统模型的自动重构技术研究。

(12)5、基于电力电子的智能化柔性电力设备的研发及其应用技术的研究。

(12)6、间歇性分布式电源接入技术的研究。

(13)7、智能化变电站广域协同控制保护技术研究。

(13)六、五防系统在智能化变电站中应用分析 (13)1、智能化变电站对五防的要求 (14)2、智能化变电站中一体化五防的特点 (14)3、网络化五防 (15)1)、智能化变电站间隔层五防的GOOSE机制分析 (15)2）、实现间隔层五防的方式 (15)3）、实现间隔层五防GOOSE机制的优点 (16)4)、智能化变电站间隔层五防影响 (16)一、智能化变电站的概念智能化变电站是数字化变电站的升级和发展，在数字化变电站的基础上，结合智能电网的需求,对变电站自动化技术进行充实以实现变电站智能化功能。

智能变电站目前制定的标准规范：智能变电站目前制定的标准规范：智能变电站技术导则的地位：性技术指导文件，是总的指导性原则。

是其它智能智能变电站技术导则的主要内容：术语和定义，明确了智能变电站的技术原则和体系智能变电站技术导则定义的核心术语：什么是智能变电站？低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、传统变电站与数字化传统变电站数字化（智能）变电站智能变电站：智能变电站技术导则定义的核心术语：什么是智能设备？有测量数字化、控制网络化、状态可视化、智能变电站技术导则定义的核心术语：什么是智能设备？智能变电站技术导则定义的核心术语：什么是智能组件？设备的测量、控制和监测等基本功能；在满智能变电站的基本技术原则：（化、功能集成化、结构紧凑化、状态可视化。

智能变电站的基本技术原则：（GB/T14285相关要求；后台监控功能参考智能变电站的基本技术原则：（子系统使用统一标准化、规范化的数据访问以及和调度等其它系统进行标准化交互。

智能变电站的基本技术原则：（和《变电站二次系统安全防护方案》的要求，进行安全分区、通信边界安全防护，确保控制功能安全。

传统变电站与智能（数字化）变电站对比：传统变电站智能变电站智能变电站的体系结构：（组件以及独立的智能电子装置。

智能变电站的体系结构的相关要求：（智能变电站的设备功能的新增要求：（控制网络化、状态可视化为基本功能，根据需要可集成计量、保护等。

宜就地安装。

支持顺控和在线智能变电站的设备功能的新增要求：（网络化控制等。

智能变电站的系统功能的新增要求：（作流程切换主接线，投退保护软压板，急停，图形界面可视化操作。

智能变电站的系统功能的新增要求：（障不造成系统问题，方便配置，工况检测报警，记录分析系统实时记录、分析。

智能变电站的系统功能的新增要求：（号保护、相量测量、故障录波等进行数据挖掘、多专业综合分析，将结果以简洁明了的可视化综合展智能变电站的系统功能的新增要求：（判断，实现站内自动控制装置（如备自投、母线分合运行）的协调工作，适应系统运行方式的要求。

国家电网启动5种输变电新技术（汇报资料）科技开发部王祝军第一是特高压直流输电技术。

第二是柔性直流输电技术。

第三是新一代智能变电站技术。

第四是标准配送式智能变电站技术。

第五是智能交流输电线路。

（见附件）解读：新一代智能变电站技术目前国家电网公司采用了220千伏AIS站、220千伏GIS站、110千伏AIS 站、110千伏GIS站四种新一代智能变电站方案。

根据其制定的规划，今年将建成220千伏变电站两座，包括北京科技城GIS站、重庆AIS站；110千伏变电站4座，包括北京科技城、天津、上海GIS站以及武汉科技城AIS站。

而明后两年，国家电网公司将大规模推广该项技术，计划建设220千伏、110千伏新一代智能变电站共50个，并完成500千伏、330千伏示范站建设。

现在由中国科技部{智能电网部}2012年9月份出台了四种新一代智能变电站方案，如下：220kvAIS；110kvAIS；220kvGIS；110kvGIS。

1、220kvAIS：2、110kvAIS：3、220kvGIS：4、110kvGIS：从以上四种方案中看出，对于我公司而言，在新一代智能变电站中，有以下几种系列产品有关：[集成式智能断路器]；[是电子式互感器]；[新一代智能变压器]；在标准配送式智能变电站中有[预制舱式组合设备]一是集成式智能断路器；产品现状：高压断路器的结构形式主要为柱式断路器、罐式断路器、HGIS和GIS。

逐渐趋向于性能可靠、功能集成、占地面积少、工程成本低的方向发展。

高压断路器的绝缘灭弧介质为SF6气体。

逐渐趋向于减少对环境影响的方向发展。

高压断路器的操作机构为液压、弹簧、电机驱动操动机构。

逐渐趋向于可靠性、机械寿命高的方向发展。

要求：1、实现功能集成，通过集成一次设备的功能实现占地少、节能环保；2、集成了断路器、隔离开关及接地开关功能于一体的隔离式断路器；3、采用电机驱动机构，通过数字电路控制电动机直接操作断路器开断/关合；4、运用智能在线监测系统，实现断路器状态监测功能及专家诊断。

电气设备监测与故障诊断作业智能变电站学院：电子信息专业：电气工程及其自动化班级：13级01班姓名：苗增学号：134智能化变电站建设苗增西安工程大学电气工程及其自动化系，临潼，710600摘要：智能变电站是由智能化一次设备、网络化二次设备在IEC61850通信协议基础上分层构建，能够实现智能设备间信息共享和互操作的现代化变电站。

与常规变电站相比，智能化变电站间隔层和站控层的设备及网络接口仅接口和通信模型发生了变化，但过程层却由传统的电流、电压互感器、一次设备以及一次设备与二次设备之间的电缆连接，改变为电子式互感器、智能化一次设备、合并单元、光纤连接等内容。

1.智能化变电站的体系结构与通讯网络IEC61850将智能变电站分为过程层、间隔层和站控层，各层内部及各层之间采用高速网络通信。

整个系统的通讯网络可以分为：站控层和间隔层之间的站控层通讯网、以及间隔层和过程层之间的过程层通讯网。

站控层通信全面采用IEC61850标准，监控后台、远动通信管理机和保护信息子站均可直接接入IEC61850装置。

同时提供了完备的IEC61850工程工具，用以生成符合IEC61850-6规范的SCL文件，可在不同厂家的工程工具之间进行数据信息交互。

2.间隔层通讯网采用星型网络架构，在该网络上同时实现跨间隔的横向联锁功能。

110kV及以下电压等级的变电站自动化系统可采用单以太网，110kV以上电压等级的变电站自动化系统需采用双以太网。

智能化变电站通讯结构见如下示意图：变电站自动化系统.技术特点采用分层分布、面向对象的设计思想;支持IEC61850标准，间隔层测控/保护装置全面通过中国电科院RTU 检测中心的一致性测试和荷兰KEMA公司IEC61850一致性测试及认证;当地监控系统适用于多操作系统(Windows/UNIX/Linux),多硬件系统(32位/64位)的混合平台;当地监控系统采用图库一体化设计，并内嵌了操作票和一体化五防等功能;采用嵌入式软/硬件设计技术，实现了变电站层通信平台的通用化和装置化，可以方便地满足不同应用场合的需要;间隔层测控/保护装置采用了网络化硬件平台，实现了硬件的标准化、模块化，方便配置和扩展。

智能变电站关键技术摘要：为应对智能变电站二次设备分散化配置、集成度低、协调性差的问题，新一代智能变电站技术应运而生。

下文详细介绍了新一代智能变电站预制舱、层次化保护的工作原理、功能配置、技术优势等关键技术，为进一步开展新一代智能变电站二次关键技术研究与实证应用提供了参考关键词：新一代智能变电站；层次化保护1 新一代智能变电站系统结构新一代智能变电站不再拘泥于单一变电站范围，通过广域层和站域层两层结构配置，实现广域信息的统一采集和完全共享，为广域范围的智能保护和控制奠定基础。

站域层涵盖整个变电站，在现有智能变电站的“三层两网”结构基础上，新一代智能变电站新增了“两层一网”的分层分布式结构。

“两层”指就地层智能设备和站控层设备；“一网”指就地层和站控层通信网。

就地层智能设备采用测量、保护等智能组件与一次设备高度融合的智能化一次设备，打破一二次技术壁垒，有效降低设备维护工作量。

站控层采样共网共端口技术，有效减少设备端口数量，提高经济性。

通信网采用一体化高速以太网，实现数据、信息的快速交互，为变电站智能控制、状态检修等提供物理基础。

广域层面向区域电网，利用多个变电站综合信息，统一判定决策，实现相关保护和控制功能。

广域信息的统一采集和完全共享，改变了继电保护等二次系统的配置方式，为层次化保护系统奠定技术基础。

2 新一代智能变电站二次关键技术2.1 预制舱式二次设备预制舱是指在工厂内完成箱体制作、相关配线、二次设备安装调试等工作，并作为一个整体运送至施工现场，在现场与一次设备、土建直接对接，以便于多种方式装卸、运输和设备运行维护的标准工作间。

2.1.1 预制舱组成预制舱由预制舱舱体、二次设备模块、二次设备屏柜（机架）和舱体辅助设施组成，采用标准集装箱式构造。

预制舱舱体包括舱体框架、照明设备及开关（正常照明和应急照明）、舱体配电系统、电源插座、有线电话、折叠桌等设备舱体辅助设施包括安全防护及视频监控措施、通讯设施、辅助功能设备、采暖通风设备、消防安全设备等。

智能化变电站的概念及架构一、智能化变电站的概念智能化变电站是数字化变电站的升级和发展，在数字化变电站的基础上，结合智能电网的需求，对变电站自动化技术进行充实以实现变电站智能化功能。

从智能电网体系结构(图1)看，智能化变电站是智能电网运行与控制的关键。

作为衔接智能电网发电、输电、变电、配电、用电和调度六大环节的关键，智能化变电站是智能电网中变换电压、接受和分配电能、控制电力流向和调整电压的重要电力设施，是智能电网“电力流、信息流、业务流”三流汇集的焦点，对建设坚强智能电网具有极为重要的作用。

除了变压器、开关设备、输配电线路及其配套设备之外，智能化变电站在硬件上的两个重要特征是大量新型柔性交流输电技术及装备的应用，以及风力发电、太阳能发电等间歇性分布式清洁电源的接入。

这两个变化，在提高变电站功能的同时也增加了其复杂程度。

智能化变电站自动化系统应当增加对柔性交流输电设备和分布式电源接口的智能化管理和控制功能。

根据国家电网公司《智能变电站技术导则》，智能化变电站是采用先进的传感器、信息、通信、控制、智能等技术，以一次设备参量数字化和标准化、规范化信息平台为基础，实现变电站实时全景监测、自动运行控制、与站外系统协同互动等功能，达到提高变电可靠性、优化资产利用率、减少人工干预、支撑电网安全运行，可再生能源“即插即退”等目标的变电站。

其内涵为可靠、经济、兼容、自主、互动、协同，并具有一次设备智能化、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、分析决策在线化等技术特征。

二、智能化变电站的功能特征智能化变电站的设计和建设，必须在智能电网的背景下进行，要满足我国智能电网建设和发展的要求，体现我国智能电网信息化、数字化、自动化、互动化的特征。

智能化变电站应当具有以下功能特征:1、紧密联结全网。

从智能化变电站在智能电网体系结构中的位置和作用看，智能化变电站的建设，要有利于加强全网范围各个环节间联系的紧密性，有利于体现智能电网的统一性，有利于互联电网对运行事故进行预防和紧急控制，实现在不同层次上的统一协调控制，成为形成统一坚强智能电网的关节和纽带。

智能电网技术综述近年来，随着科技的不断进步发展，智能电网技术也随之崛起。

智能电网，是一种通过物联网、云计算、人工智能等技术实现对电网设备及电力数据的无线传输、实时监测、分析处理、精准控制的新型电网技术。

本文将从以下几个方面对智能电网技术进行综述。

一、智能配电网技术智能配电网技术，是指利用物联网技术将分布式电源、电力负荷、配电设备等关键信息进行实时监测与控制的技术。

这种技术可以实现对电力负荷的高效管理，并对电力系统进行分布式调节，从而降低电网的漏电损失。

同时，智能配电网技术的应用可以有效提升整个电力系统的能效及效益。

二、智能变电站技术智能变电站技术，主要是通过物联网技术、智能传感器、云计算等技术实现对变电站的全天候监测。

这种技术可以实现对设备及工作状态的智能分析，实现实时远程监控、可视化管理。

同时，智能变电站技术还可以实现对电力负载进行可持续的监测，以及对电力负载的高效管理。

这种智能化的电力系统，可以有效降低电网的漏电率，提高电网的安全稳定性。

三、智能电力系统智能电力系统，是利用物联网技术、云计算技术、大数据技术等综合技术手段实现对电力生产、传输、分配及消费全流程的可持续管理。

通过智能化的数据挖掘、分析以及智能节能技术推广，可以提高电力系统的运行效率，同时降低对环境的影响。

值得一提的是，面对日趋严峻的能源危机，智能电力系统技术的应用，可以有效地推动能源的可持续发展，提高能源的利用效益。

四、智能电表技术智能电表技术，是利用物联网技术将电表与物联网相连接，实现用电量的实时监测，从而实现精准计量、高效管理。

智能电表技术能够给定期的电费缴纳及统计工作带来很大的帮助，同时帮助电力部门全面监管电力市场具体状态，为市场监管提供实时可靠的数据支持。

目前，智能电表技术已经广泛应用于各个领域，不仅有效提升了电力安全、节能减排等方面的效益，而且为用户带来了更加人性化的用电体验。

综上，智能电网技术是电力系统发展的新方向，在未来的日子里，它将会发挥越来越重要的作用。

IEC61850应⽤介绍1.⼊门篇⼊门篇是"IEC61850应⽤‖系列⽂章的第⼀篇，键⼈将按照⼊门篇->初级篇->提⾼篇->中级篇->深化篇->⾼级篇的顺序给⼤家介绍61850应⽤的相关知识。

本⼈技术有限，理解也不⼀定到位，如有表述有误之处，请⼴⼤⽹友指出，本⼈将持续更新本⽂，⼒争完善。

⼊门篇->初级篇->提⾼篇->中级篇->深化篇->⾼级篇《⼊门篇》⼊门篇主要介绍IEC61850的概念，同时简要介绍相关引⽤标准。

IEC61850是新⼀代的变电站⾃动化系统的国际标准国际电⼯委员会(IEC)TC57⼯作组制定的《变电站通信⽹络和系统》系列标准，是基于⽹络通信平台的变电站⾃动化系统唯⼀的国际标准。

IEC61850不限制装置逻辑功能以装置逻辑功能为基础建⽴装置模型，可根据不同逻辑功能灵活配置装置模型，便于不同设备间互访。

IEC61850规范了数据的命名、数据定义、设备⾏为、设备的⾃描述特征和通⽤配置语⾔。

与其他国际标准相⽐，IEC61850不仅局限于单纯的通信规约,⽽是数字化（智能）变电站⾃动化系统的标准，它指导了变电站⾃动化的设计、开发、⼯程、维护等各个领域。

IEC61850标准通过对变电站⾃动化系统中的对象统⼀建模，采⽤⾯向对象技术和独⽴于⽹络结构的抽象通信服务接⼝，增强了设备之间的互操作性，可以在不同⼚家的设备之间实现⽆缝连接。

IEC61850是⾄今为⽌最为完善的变电站⾃动化标准。

应⽤IEC61850标准的好处：实现通信⽆缝连接，弱化各⼚商设备型号加强设备数字化应⽤，提⾼⾃动化性能⾃定义规范化，可使⽤变电站特殊要求集成化规模增⼤，增强⽆⼈值守站可靠性减少电缆使⽤量，节约⼀/⼆次设备成本。

应⽤IEC61850标准的缺点：⽹络依赖性强，站内通信设备抗⼲扰性对设备运⾏影响增⼤。

IEC61850参考和吸收了已有的许多相关标准，其中主要有：IEC 60870-5-101远动通信协议标准；IEC 60870-5-103继电保护信息接⼝标准；UCA 2.0（Utility Communication Architecture2.0，公共事业通信体系）；ISO/IEC 9506制造商信息规范MMS（Manufacturing Message Specification）——相关标准介绍可参见论⽂（IEC61850关联标准分析/doc/3f0cffebcc22bcd127ff0c4f.html /plugin.php?id=study_download&mod=view&aid=181）。

智能变电站的关键技术1. 数字化测量技术能够真实反映系统状态的测量结果是进行分析的基础，具有高可信度的测量数据是智能决策必不可少的条件。

数字化测量系统是智能变电站的感官系统。

传统的电磁式互感器绝缘成本随着绝缘等级的增加呈指数增长，磁饱和问题将造成继电保护装置误动或拒动，另外铁磁谐振、易燃易爆、动作范围小等都是传统互感器无法克服的缺点。

光电互感器适应了智能电网数字化信号处理的要求，还可用于保护、监控和测量为目的的高速遥感、遥测系统，各个功能模块相对独立，便于安装和维护，适于网络化测量。

2. 标准网络化通信技术标准化通信网络是智能变电站的神经系统，IEC61850 标准是关于变电站自动化系统的第一个完整的通信标准体系，它的制定和发布为构建数字化变电站的通信网络提供了理论基础和技术依据。

智能变电站可参考IEC61850 标准，结合嵌入式系统，以太网技术，智能断路器技术，满足信息传输的实时性和可靠性要求，简化网络结构，减少投资。

3. 智能分析决策技术高度集成的智能分析决策平台是智能变电站的大脑，采用可编程的逻辑器件和智能的专家系统为决策提供参考。

可根据计算机的存储思想，将系统的内存分为RAM 和ROM，专家系统根据历史数据形成知识库，利用推理机和启发式算法提出操作建议。

智能分析决策应建立变电站故障信息逻辑和推理模型，分类、过滤故障告警信息，实时分析和推理变电站运行状态，自动报告变电站异常并提出故障处理指导意见。

对包括事件顺序记录信号及保护装置、向量测量、故障录波等数据进行数据挖掘、多专业综合分析，并将变电站故障分析结果以简洁明了的可视化界面综合展示。

4. 智能控制技术智能控制系统是智能变电站的四肢，其核心技术包括智能开关技术、电压无功综合智能控制、综合潮流智能控制等智能控制技术。

智能控制系统是智能变电站的主要实现方式，应与智能分析决策系统快速、准确通信并受在线监测系统的实时监测。

综合利用无功补偿设备自动调节，变压器自动调压等手段，协同智能电网调度技术，支持系统安全运行及优化控制。

电力系统中的智能化技术电力系统是国家经济的支柱性产业，是保障人民生命财产安全和国家安全的重要基础设施。

近几年，随着经济社会的发展，电力系统规模日益扩大、负荷变化频繁、供需矛盾突出、运行风险不断增加，传统的电网技术已经无法满足能源发展的需求。

为了满足电力系统的发展，智能化技术成为了必然的选择。

1. 智能变电站技术智能变电站技术是利用现代自动化、通信、计算机和网络技术，实现对电力系统各个环节的智能化监测、控制和管理的一种技术。

智能变电站技术能够实现对电力系统的实时监控、自动化控制和设备状态预测等功能，大大提高了变电站的运行效率和可靠性。

智能变电站技术要实现智能化监测和控制，需要充分利用先进的计算机、通信和现代化设备。

智能变电站主要由智能装置、通讯装置、计算机、数据库等多个组成部分组成。

通过这些组成部分的联动，实现智能化运行控制。

其中，智能装置是整个智能化控制系统的核心部分，包括智能终端、智能保护和组态软件等。

智能终端主要用于采集、处理和控制电力系统的数据，智能保护主要用于保护变电站设备，组态软件则用于变电站的组态和运行控制。

2. 智能配电网技术智能配电网技术是指利用现代化信息技术、传感技术、通信技术、控制技术和能源技术，对配电变电站及配电系统等实现高效、安全、可靠运行的一种技术。

智能配电网技术的主要特点是实时监测，全面控制，多层次联动，主动预测等。

智能配电网技术要实现高效、安全、可靠的运行，需要借助现代化信息技术和通信技术。

智能配电网主要由智能物联网和智能量测两个方面组成。

智能物联网是指通过无线传感器等实现各个环节信息的采集和传输，实现配电系统的高效、安全、可靠运行。

智能量测则是对电力负荷、电压、电流等电力参数进行实时监测和分析，对变电站和配电线路等设备状态进行预测和诊断。

3. 智能电网技术智能电网技术是利用现代电力电子技术、软件技术、通信技术和自动化技术等，以构建一个智能化的电网为目标，实现电力的收集、传输、分配、使用等功能的一种技术。