新一代智能变电站一体化监控系统应用

（1）、PS6000+变电站自动化系统产品简介产品概述PS6000+自动化系统是国电南自在总结了数千套电力监控系统成功应用的基础之上，面向电力监控当前及未来发展趋势，全新设计的新一代自动化系统平台，可适用于各个电压等级的常规变电站、智能变电站和集控站。

主要特点★强大的跨平台能力PS 6000+采用“平台＋应用”体系架构，系统完全透明于硬件平台与操作系统运行，可以平滑的运行于不同硬件平台（服务器、工作站、PC机）及各种操作系统（Unix、Linux、Windows）之上，同时保持系统的功能、界面、操作和维护的一致性。

PS 6000+支持的典型硬件与操作系统如下：——硬件平台基于RISC技术的服务器和工作站，如SUN、ALPHA、IBM系列等；基于CISC技术的服务器、工作站和PC，如：DELL、HP系列等；——操作系统UNIX系统，Sun Solaris、Tru64 UNIX、IBM AIX、HP-UX等；Linux系统，Ubuntu Linux、RedHat Linux、RedFlag Linux等；Windows系统，WindowsXP、Windows 2003、Windows2000等。

★全面支持IEC61850/IEC61970标准PS 6000+支持IEC 61850/IEC 61970标准，可无缝集成符合IEC61850标准的不同厂家的IED设备，并可通过IEC 61970 CIM模型实现与第三方软件的兼容和互操作。

★遵循CIM、SVG标准的图模库一体化PS 6000+基于图模库一体化的思想，实现了基于电网模型的公共信息模型CIM的图形建模方法及以标准通用的可升级矢量图形SVG进行存储和读取图形数据，满足IEC 61970相关标准，提高了系统的开放性和互操作能力。

★基于元数据、元规则的动态建模技术PS 6000+系统创造性的提出了基于元数据、元规则的动态建模技术，不仅可以快速构建出符合IEC61850/IEC61970标准的电力系统一二次模型，而且可以适应未来电力监控的发展要求，灵活构建各种模型系统。

智能变电站状态检测新技术及应用变电检修室摘要：近年来，伴随能源变革趋势，打造新一代电力系统、构建能源互联网，提高电网智能化水平已成为必要条件。

状态监测系统采用高科技含量的传感器，运用尖端的测量和通信技术，并能进行高效的故障诊断对各种变电设备运行状态的在线监控、评价分析。

变电站状态监测系统使变电站的运行管理模式向更精益化的设备状态检修模式发展。

关键词：变电站状态监测；状态检修；二次设备；一次设备一、发展智能变电站状态检测新技术的重要性和可行性（一）变电站状态检测的意义电力系统是由发、送、输、配、用电设备连接而成的，整个变电站的安全运行直接取决于变压器、断路器、GIS等主设备的可靠运行。

状态监测是监测设备运行状态特征量的变化或趋势，评估电力设备是否可靠运行，或在重大故障发生前预知检修的需要。

如今电力系统把状态监测作为预防性试验的补充，可有效延长变电设备电气试验周期。

通过状态监测，设备故障先兆可被提早发现立即处理，设备使用寿命延长，运行人员巡视工作量减少，人力资源成本得以节约。

图1.1 配电网信息交换总线架构智能变电站是采用先进的传感器、信息、通信、控制、智能分析软件等技术，在实现数据采集，测控、保护等功能的基础上，还能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同常规变电站一样，智能变电站也需连接线路、输送电能，它能收集更广范围、更深层次的信息，并完成更繁杂的信息处理工作。

实现电网运行数据的全面采集和实时共享，变电设备信息和运行维护策略与调度中心全面互动。

智能变电站有一次设备智能化、信息交换标准化、运行控制系统自动化等主要技术特征。

（二）智能变电站状态检测系统结构IEC61850将智能变电站系统分为3层，即过程层、间隔层和站控层。

这个体系结构的划分是从逻辑上按变电站所要实现的控制、监视和继电保护功能划分的。

站控层包括站域控制、自动化站级监视控制系统、对时系统、在线监测、辅助决策等子系统和信息一体化平台。

新一代智能变电站二次设备模块化设计新一代智能变电站以系统高度集成、设计集成优化为目标，推动智能变电站创新发展。

本文详细介绍新一代智能变电站对二次设备的技术要求，通过从发展需求和设备整合两个角度分析了二次设备集成化思路及关键技术，论述了智能变电站新设备集成优化方案，提出了几种模块化设计方案，体现了二次设备高度集成模块化的设计原则。

标签：新一代智能变电站；二次设备；集成方案；模块化0 引言随着经济和电力技术的发展，各种新技术、新设备在变电站的建设过程中得到了广泛的应用。

我国变电站的发展经历了传统变电站、综合自动化变电站、数字化变电站、智能变电站和目前的新一代智能变电站。

新一代智能变电站智能化特征鲜明，按照新技术要求，制定了新一代信息流方案，研制了通用一体化业务平台，提高了系统可扩展性，研制站域保护、集成式就地化二次设备等。

采用预制舱式二次组合设备，实现最大化工厂加工，最小化现场施工。

还采用预制电缆、预制光缆，实现设备之间标准化连接和一、二次设备连接的“即插即用”。

1 二次设备的发展历程在中国50年代之前，早期的变电站，二次设备采用模拟仪器仪表，就地监控和人工操作，不具备自动化能力；20世纪80年代以前，传统变电站采用机械电磁式、晶体管式、集成电路式二次设备应用，二次设备均按照传统方式布置，各部分独立运行。

20世纪90年代，综合自动化变电站，通过对变电站二次设备的功能进行重新组合和优化设计，建成了变电站综合自动化系统，RTU、微机自动装置、计算机监控系统等二次设备和系统获得大面积推广应用，满足站内现场总线及以太网应用；2013年，在总结智能变电站建设经验的基础上，新一代智能变电站应运而生，提出了集成化二次设备和一体化业务平台应用，实现分散独立系统向一体化系统转变，强化了高级功能应用，全面提升了运行可靠性[1]。

2 二次设备集成化思路及关键技术2.1 需求分析二次设备整合和集成是实现新一代智能变电站最终目标的首要任务及重要途径。

新一代集控站设备监控系统系列规范第10部分：设计规范（2022版试行）目 次目 次 (I)前 言 (II)1范围 (1)2规范性引用文件 (1)3术语和定义 (2)4缩略语 (2)5总则 (2)6站址选择及建设模式 (3)7总体架构 (3)8系统功能 (4)9系统软硬件配置 (5)10安全防护 (6)11信息采集范围及要求 (6)12系统接口 (6)13系统性能和指标 (8)14调度数据网设计方案 (8)15基础设施及辅助系统 (9)16配套系统通信设计及改造方案 (10)17系统建设过渡方案 (11)附录A (13)附录B (14)附录C (17)附录D (18)前 言本文件是《新一代集控站设备监控系统技术规范》的第10部分。

《新一代集控站设备监控系统技术规范》发布以下部分：——第1部分：总体设计；——第2部分：数据规范；——第3部分：模型规范；——第4部分：基础平台；——第5部分：功能应用；——第6部分：人机界面；——第7部分：检测规范；——第8部分：远程智能巡视集中集控系统；——第9部分：电网业务资源中台交互；——第10部分：设计规范。

本规范起草单位：。

本规范主要起草人：。

新一代集控站设备监控系统系列规范第10部分：设计规范1范围本规范规定了集控站设计技术原则及配置方案，涉及新一代集控站设备监控系统、安全防护、调度数据网、基础设施及辅助系统、配套系统通信、系统建设过渡方案等设计内容。

本规范用于指导国家电网公司经营区域内集控站的设计工作，集控站管辖的无人值班变电站电压等级为35kV～500kV，其他电压等级如接入新一代集控站设备监控系统可参照执行。

2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T18883室内空气质量标准GB22239信息安全技术网络安全等级保护基本要求GB/T36572电力监控系统网络安全防护导则GB50052供配电系统设计规范GB5005935kV～110kV变电站设计规范GB50116火灾自动报警系统设计规范GB/T50174数据中心设计规范GB50222建筑内部装修设计防火规范GB50311综合布线系统工程设计规范GB50314智能建筑设计标准GB50348安全防范工程技术规范GB50464视频显示系统工程技术规范GB50736民用建筑供暖通风与空气调节设计规范DL/T476电力系统实时数据通信应用层协议DL/T634.5101远动设备及系统第5-101部分：传输规约基本远动任务配套标准DL/T634.5104远动设备及系统第5-104部分：传输规约采用标准传输协议集的IEC60870-5-101网络访问DL/T667远动设备及系统第5部分：传输规约第103篇：继电保护设备信息接口配套标准DL/T860变电站通信网络和系统DL/T1230电力系统图形描述规范DL/T1380电网运行模型数据交换规范DL/T5002地区电网调度自动化设计技术规程DL/T5003电力系统调度自动化设计技术规程DL/T5025电力系统数字微波通信工程设计技术规程DL/T5218220kV～750kV变电站设计技术规程DL/T5560电力调度数据网络工程设计规范Q/GDW273继电保护故障信息处理系统技术规范Q/GDW1517.1电网视频监控系统及接口第1部分：技术要求Q/GDW11047-2013国家电网调度数据网应用接入规范变电站二次系统通用技术规范第1部分：总体技术导则变电站二次系统通用技术规范第3部分：变电站网络通信技术规范新一代集控站设备监控系统系列规范第1部分：总体设计（试行）新一代集控站设备监控系统系列规范第2部分：数据规范（试行）新一代集控站设备监控系统系列规范第4部分：基础平台（试行）新一代集控站设备监控系统系列规范第5部分：功能应用（试行）新一代集控站设备监控系统系列规范第8部分：远程智能巡视集中监控系统（试行）新一代集控站设备监控系统系列规范第9部分：与电网资源业务中台交互部分（试行）自主可控新一代变电站二次系统技术规范设计类系列规范1110（66）kV~220kV变电站二次系统自主可控新一代变电站二次系统技术规范设计类系列规范2330kV~750kV变电站二次系统自主可控新一代变电站二次系统技术规范设计类系列规范3变电站辅助设备本规范提及内容以本文为准，未提及内容以上述标准为准。

附件1:中国电力科学研究院实验室介绍一、电网安全与节能国家重点实验室（一）实验室介绍电网安全与节能国家重点实验室,２007年获得国家科技部批准建设，2011年通过验收，依托单位为中国电力科学研究院。

电网安全与节能国家重点实验室是我国首批企业国家重点实验室，主要开展电力系统仿真分析与规划、大电网安全运行及控制、电力电子及输配电节能、电网调度运行及其自动化技术等方向的研究工作,具备超/特高压骨干网架规划方案、运行特性的研究和试验能力,为建立跨区互联电网安全稳定防御体系提供理论分析手段和技术支撑.（二）实验室研究方向及关键技术1.研究方向一：电力系统仿真分析与规划技术关键技术：大规模跨区联网交直流输电系统规划方案仿真；复杂系统交直流相互影响机理及控制协调策略研究；大规模互联电力系统全过程(电磁暂态、机电暂态及长过程）仿真技术研究；带有多直流控保的交直流混联电网数模混合仿真技术研究。

2.研究方向二：大电网安全运行及控制技术关键技术:源网荷系统主要控制设备建模技术；基于大电网的网源协调数模混合仿真平台技术；发电机组涉网保护及协调优化性能检测技术；复杂电网环境下的故障分析和保护仿真技术；电网新环境的保护原理优化技术。

3.研究方向三:电网调度运行及其自动化技术关键技术：交直流电网在线综合风险分析和超前决策技术；大电网安全预警、故障智能辨识及决策技术；调度控制云平台关键技术;综合能源系统的生产模拟和能源流分布的仿真分析算法；适应大范围资源优化配置的经济运行理论及优化技术;电力系统仿真计算结果智能分析、特征辨识与提取技术。

4.研究方向四:电力电子及输配电节能技术关键技术：多端柔性直流及混联直流输电技术;直流控制保护系统优化配合方法；新型电力电子设备故障仿真分析及特征识别；直流电网关键设备及保护控制系统的电磁、机电暂态仿真模型;大型新能源发电基地接入直流输电网的联合协调运行及控保技术；综合能源系统及设备的能效评估技术;电能替代评测技术；电能质量扰动对供配电系统损耗的影响研究。

第6期（总第243期）2023年12月山 西 电 力No.6（Ser.243）Dec.2023 SHANXI ELECTRIC POWER适应新能源并网的新一代变电站自主可控二次系统研究与应用张立伟，刘红丽，谢东升（国网山西省电力公司经济技术研究院，山西 太原 030021）摘要：二次系统作为变电站的重要组成部分，其重要性日益凸显。

针对现有二次设备存在核心软件依赖进口、存在潜在的信息安全风险等问题，指出研究并应用安全自主可控的新一代二次系统十分必要。

从站控层、间隔层、辅助设备智能监控系统等方面分析了新一代变电站自主可控二次系统的架构和信息流，并与现有变电站二次系统进行了比对分析，总结归纳出新一代变电站较常规变电站的优势，为进一步提高变电站建设质效提供了实操性强的理论依据。

关键词：新能源并网；变电站二次系统；自主可控；安全防护；智能监控中图分类号：TM63 文献标志码：A 文章编号：1671-0320（2023）06-0017-040 引言 变电站二次系统是变电站的重要组成部分，对变电站的安全稳定运行起着重要作用。

现有二次系统存在如下问题：核心芯片多依赖进口，基础软件存在信息安全隐患；数据采集方式不统一，设备功能交叉重复；设备监控覆盖不全，设备数据利用不足；安全主动防护不足，安全监测存在盲区。

本文针对上述问题，考虑变电站二次系统建设发展需求，从全面自主可控、安全防护有效、系统功能优化、运行全面监控4个维度，以芯片和操作系统自收稿日期：2023-05-21，修回日期：2023-08-10作者简介：张立伟（1982），女，山西太原人，2008年毕业于太 原理工大学电力系统及其自动化专业，硕士，高级工 程师，从事35～500 kV输变电、改扩建、新能源接入 等工程变电站二次系统的审查工作； 刘红丽（1985），女，山西太原人，2012年毕业于太 原理工大学电力系统及其自动化专业，硕士，高级工 程师，从事新能源并网研究工作； 谢东升（1980），男，山西太原人，2003年毕业于太 原理工大学电力系统及其自动化专业，高级工程师， 从事35 kV～500 kV输变电、改扩建等工程变电站技 术方案管理工作。

浅谈智能变电站五防系统摘要：随着我国经济建设的不断发展，各行各业对于电量的需求量不断增加，所以电力需求矛盾开始日益凸显，这更是对我国的变电站智能化发展和优化提出了更高的要求。

而五防系统是变电站保障设备安全运行的重要一环，优化变电站五防系统的建设对于保证我国电力持续健康供应具有重大意义，如果五防系统不符合投运条件而投入运行，运行人员在倒闸操作和停送电操作中，就很容易发生误操作事故。

为了有效防止电气设备误操作引发的人身和重大设备事故，结合电气运行的实践提出在变配电所内安装五防操作系统.所以通过分析智能化变电站技术发展方向，深入探讨五防系统的技术特点，说明一体化五防在智能化变电站应用的可行性和必要性就显得很重要了，本文主要介绍了五防系统在智能化变电站的应用。

关键词：五防一体化、五防系统、智能化变电站1 五防系统的概述1.1 定义所谓“五防”是指：防止误分、误合断路器；防止带负荷拉、合隔离开关；防止带电挂接地线(或合上接地开关)；防止带接地线(或未拉开接地开关)合隔离开关；防止误入带电间隔等五项电气误操作。

1.2 功能要素五防应用操作体系和自动化的应用操作体系是不可分割的，他们彼此之间的数据信息和图画信息都是共同使用的，自动化的应用操作体系当中包含了五防的所有操作特点和功能,能够为其配备一个电脑五防锁具等等。

1.3 发展历程为了有效防止运行电气设备误操作引发的人身和重大设备事故，我国电力系统早在1990年就提出了电气设备五防的要求，并以法规形式行文规定了电气防误的管理、运行、设计和使用原则。

防误装置的设计应遵循的原则是：凡有可能引起误操作的高压电气设备，均应装设防误装置和相应的防误电气闭锁回路。

从这个原则出发，提出了五防规定。

原国家电力公司于2000年发布《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》，其中第二章“防止电气误操作事故”第2、5条明确规定：采用计算机监控系统时，远方、就地操作，均应具备防误闭锁功能。

自主可控安全可靠新一代变电站二次系统研究摘要：以“自主可控、安全可靠、先进适用、集约高效”为总体原则，继承和发展现有智能变电站设计、建设及运行等成果经验，全面开展自主可控新一代变电站二次系统建设。

构建二次系统优化四大支撑体系，规划二次系统业务功能定位，优化二次系统整体架构，开展数据采集与传输、模型及业务功能优化、设备可靠性、安全防护、二次系统运行状态评价等方面的核心技术研究。

关键词：自主可控、主辅一体监控、安全防护、二次系统1. 研究背景目前电力二次系统所使用设备的芯片大量依靠进口，国际形势严重影响二次设备核心芯片供应链安全。

存在核心技术“卡脖子”问题。

随着电网发展对二次系统精益化管理要求不断提高，为适应变电站无人值班和设备远方集中监控业务需求，对变电站设备信息采集广度、设备感知能力深度，设备运维管理细度提出了更高要求。

同时电网发展和生产体系变革对变电站二次系统也提出更高要求。

1.变电站二次系统技术现状及存在问题（1）设备监控的广度和深度不足站控层包含多专业独立系统，缺少整体协调，采集信息冗余或不全，监控界面分散杂乱，主辅设备一体化监控能力不足。

（2）对远方监控的支撑能力不足上送的实时数据不能完全满足远方监控需求，上送方式以单向原始数据上传为主，信息含量不高，智能分析和服务化支撑能力不足。

（3）站控系统软件架构封闭站控系统缺乏共享开放的基础平台，服务厂商缺乏充分竞争，不利于智能化水平提升。

（4）辅控系统标准化程度低、设备繁杂、全面感知能力不足辅控系统接入设备众多，运维工作量大；主、辅设备监控未有效整合，不利于运维人员统一监控。

（5）数据采集方式不统一；设备重复配置、共享度低。

（6）合并单元故障影响范围大；过程层网络复杂，运维难度大。

（7）系统防御能力不足，3、自主可控安全可靠新一代变电站二次系统的优势（1）全面自主可控元器件优化筛选。

按照全产业链自主可控的要求，对国产芯片进行全面筛选和论证，确保满足完全自主可控要求。

关于变电站智能辅助控制系统的应用及管理摘要：随着智能电网变电站飞速发展，对变电站辅助系统提出了更高的要求。

本文在“两型一化”相关原则指导下，结合变电站运维工作的需求，提出变电站智能辅助系统方案，并分析系统功能。

关键词：智能电网；智能辅助系统；变电运维引言目前，变电站内存在一次设备在线监测系统、二次设备在线监测系统、辅助设备控制系统、机器人巡检系统等多个相互独立的运维系统。

一次设备运行状态数据未实现站内集中监控，不便于及时查询和处理故障。

系统功能不完备，数据处理能力不足，无自动分析功能，实用效果差。

二次设备运行状态数据上送主站还未形成规范和成熟的应用。

辅助监控系统数据除了视频数据上送视频主站外，其他数据未上送主站，且未实行智能化联动。

机器人巡检数据由机器人管理系统进行统一存储和管理，当前主要是在变电站端单独使用，缺乏与其他系统的互动。

从上述分析中可看出变电站设备运维需通过多个独立的系统进行综合分析，才能对设备运行状态进行正确判断，对运维人员素质及经验要求较高。

各系统采集数据缺乏融合及基于数据融合基础之上的设备运行管理分析。

为此，有必要建立统一的变电站一体化智能监控平台。

1系统结构变电站辅助监控系统是对站内视频监控、安全警卫、门禁、火灾报警、气象环境监测、智能巡检机器人、智能锁具管理等各子系统集成整合在统一平台的综合智能系统，用于辅助设备监控、综合分析及集中展示，实现信息共享、应用功能集成、操作及告警联动，为变电站综合监视、监控提供辅助信息支撑，为调控人员提供电网调度、故障及异常处理的辅助决策依据。

各子系统与辅控系统服务器之间应采用DL/T 860标准互联，辅控系统平台实现子系统之间以及与消防、暖通、照明等的联动控制。

视频监控子系统由各种摄像机、站端视频处理单元、防雷器、连接电缆等组成；门禁子系统由门禁控制主机、发卡主机、读卡器、开门按钮、电磁力锁、连接电缆等组成；环境监测子系统由动环主机、温湿度传感器、风速传感器、水浸探测器、灯光（风机）控制器、空调控制器、连接电缆等组成；安全警卫子系统由红外对射报警器、电子围栏、连接电缆等组成，报警信号的硬接点输出可连接到站端视频处理单元或环境数据处理单元的硬接点输入接口；辅助监控系统结构如下图1所示。

2012 年第 9 期·电气时代 | 41封面报道COVER STORY的重要节点和枢纽，是坚强智能电网建设中实现能源转换和控制的核心平台之一，也是实现风能、太阳能等新能源接入电网的重要支撑，国家电网大力推动智能变电站建设对于打造坚强智能电网具有重要作用。

它采用先进、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。

随着国网公司两个转变（电网发展方式的转变和企业发展方式的转变）战略的快速推进，尤其是“三集五大”体系的建设，变电站的管理模式也发生了变化，逐渐向无人化、少人化、调控一体化发展。

相应变化需要采用先进的技术提高变电站的智能化水平，弥补因此而造成的影响，使变电站供电更可靠，投资更少。

总之，变电站的智能化是必要的，是智能电网建设的需要，是国网公司“两个转变”的重要实践。

电气时代：智能变电站建设现状及下一步发展方向如何？王春新：根据国网公司的统一规划，变电站的智能化与智能电网同步推进，即09-11年为规划试点阶段，12-15年为全面建设阶段，智能电网的发展是一个系统工程，智能变电站的建设是这个系统当中的重要节点，随着我国电力设施建设的不断推进，对变电站功能和能力的要求也越来越高，变电站的智能化程度也随之提高。

针对智能变电站的发展现状、前景以及目前还存在的问题，《电气时代》杂志采访了国电通公司物联网部王春新经理。

电气时代：变电站为何要实现智能化？王春新：谈到变电站为何要实现智能化，需要从智能电网谈起。

我国对坚强智能电网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网架为基础，以通信信息平台为支撑，具有信息化、自动化、互动化特征，包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节，覆盖所有电压等级，实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合的现代电网。