智能变电站概述及通讯结构图讲述

智能变电站概述及通讯结构图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：41303040134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：3.PRS7000变电站自动化系统3.1.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。

智能变电站一体化监控系统介绍随着科学技术的发展，变电站自动化系统经历了集中式RTU、分布式系统、基于网络的监控系统、数字化变电站到现在的智能变电站的发展历程。

变电站自动化水平越来越高。

图1 变电站自动化发展历程1.智能变电站一体化监控系统地位智能变电站自动化由一体化监控系统和输变电设备状态监测、辅助设备、时钟同步、计量等共同构成。

一体化监控系统纵向贯通调度、生产等主站系统，横向联通变电站内各自动化设备，是智能变电站自动化的核心部分。

一体化监控系统是智能电网调度控制和生产管理的基础，是备用调度体系建设的基础，是大运行体系建设的基础。

图2 智能变电站自动化体系架构2. 智能变电站一体化监控系统定义智能变电站一体化监控系统定义：按照全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化的基本要求，通过系统集成优化，实现全站信息的统一接入、统一存储和统一展示，实现运行监视、操作与控制、信息综合分析与智能告警、运行管理和辅助应用等功能。

智能变电站一体化监控系统直接采集站内电网运行信息和二次设备运行状态信息，通过标准化接口与输变电设备状态监测、辅助应用、计量等进行信息交互，实现变电站全景数据采集、处理、监视、控制、运行管理等。

智能变电站一体化监控系统不包含计量、辅助应用、输变电在线监测等设备，但与其共同构建智能变电站自动化体系。

图3 智能变电站一体化监控系统结构3. 智能变电站一体化监控系统组成智能变电站一体化监控系统由监控主机、操作员站、工程师工作站、Ⅰ区数据通信网关机、Ⅱ区数据通信网关机、Ⅲ/Ⅳ区数据通信网关机及综合应用服务器等组成。

图4 一体化监控系统组成各部分的功能如下：监控主机：负责站内各类数据的采集、处理，实现站内设备的运行监视、操作与控制、信息综合分析及智能告警；集成防误闭锁操作工作站和保护信息子站等功能。

操作员工作站：站内运行监控的主要人机界面，实现对全站一、二次设备的实时监视和操作控制；具有事件记录及报警状态显示和查询、设备状态和参数查询、操作控制等功能。

智能变电站课件智能变电站一、常用名词解释：1数字化变电站:由智能化一次设备和网络化二次设备分层构建，建立在IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。

2智能变电站：智能变电站则是在数字化变电站的基础上，进一步增加高级应用，完善变电站的智能化应用与管理。

智能变电站采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、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、计量和检测等基本功能，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。

高级应用功能举例：如顺控、智能告警及故障信息综合分析决策、设备状态可视化、站域控制、源端维护、辅助控制系统与监控系统联动等。

3继电保护系统：由继电保护装置、合并单元、智能终端、交换机、通道、二次回路等构成、实现继电保护功能的系统。

4过程层：过程层包括变压器、断路器、隔离开关、电流电压互感器等一次设备及其所属的智能组件以及独立的智能电子装置。

过程层的主要功能分三类：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。

电力运行的实时电气量检测，主要包括电流和电压幅值、相位以及谐波分量的检测，与常规方式相比所不同的是传统的电磁式互感器被光电/电子式互感器取代，传统模拟量被直接采集数字量所取代。

5间隔层：间隔层设备一般指继电保护装置、系统测控装置、监测功能组主IED等二次设备，实现使用一个间隔的数据并且作用于该间隔一次设备的功能，即与各种远方输入/输出、传感器和控制通信。

间隔层设备的主要功能是：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，和本间隔操作闭锁、操作同期及其他控制功能：对数据采集、统计计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双全工作方式，以提高信息通道的冗余度，保证网络通信的可靠性。

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：41303040134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：3.PRS7000变电站自动化系统3.1.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。

智能变电站通信网络技术方案１智能变电站通信网络总体结构智能变电站通信网络采用IEC 61850国际标准，IEC 618５0标准将变电站在结构上划分为变电站层、间隔层和过程层，并通过分层、分布、开放式网络系统实现连接。

变电站层与间隔层之间的网络称为变电站层网络，间隔层与过程层之间的网络称为过程层网络。

变电站层网络和过程层网络承载的业务功能截然不同。

为了保证过程层网络的实时性、安全性，在现有的技术条件下,变电站层网络应与过程层网络物理分开，并采用10０M及以上高速以太网构建。

通讯在线保护及故障系统服务器系统服务器GOOＳＥ视频监视终端信息管理兼操作员站2兼操作员站1远动远动联动服务器子站工作站１工作站2变电站层MMS/GOOSE网变电站层网络超五类屏蔽双绞线其他智能电能保护故障间隔层设备计量测控录波SＭV网光缆过程层网络ＧOＯＳE网合并智能单元单元过程层光缆电缆电子式开关设备互感器(主变、断路器、刀闸)智能变电站通信网络基本构架示意图2 变电站层网络技术方案功能:变电站层网络功能和结构与传统变电站的计算机监控系统网络基本类似,全站信息的汇总功能（包括防误闭锁)可依靠MＭS／GOOSE网络实现。

拓扑结构选择:环形和星形拓扑结构相比，其网络可用率有所提高(单故障时两者均不损失功能，少数的复故障环形网可以保留更多的设备通信)，但是支持环网的交换机和普通星型交换机相比价格大大提高。

国内经过多年的技术积累，装置普遍具备2~３个独立以太网口，星型网络在变电站实际应用有着更加丰富的使用经验。

国内220kV及以上变电站层网络一般采用双星型拓扑结构;11０kV及以下变电站层网络一般采用单星型拓扑结构。

变电站层双星型网络结构示意图系统服务器兼操作员站远动工作站变电站层变电站层网络变电站层交换机２变电站层交换机1保护测控保护测控保护测控保护测控间隔层变电站层双环型网络结构示意图3 过程层网络技术方案功能:过程层网络分为SMV采样值网络和GOOＳE信息传输网络。