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智能变电站的结构及特点
作者：宋宏雷
来源：《科学与财富》2018年第25期
摘 要：本文阐述了智能变电站的功能特点，对比了智能变电站与常规变电站在功能上的差异化，以常规变电站的技术为前提，结合当前智能变电站试点工程的研究与建设情况，分析研究了智能变电站的系统架构，针对与电气一次设备进行接口的智能组件、合并单元进行了技术与应用方面的研究，并详细阐述了高级应用功能，对一体化防误系统等高级应用功能的实现方式进行了分析研究，并结合国内智能变电站的建设情况提出了工程应用的方案。
一、智能变电站的结构
智能变电站的基本概念为变电站的信息采集、传输、处理、输出过程全部数字化，基本特征为设备智能化、通信网络化、模型和通信协议统一化、运行管理自动化等。智能变电站建设的关键是实现满足上述要求的通信网络和系统。IEC61850标准包括变电站通信网络和系统的总体要求、功能建模、数据建模、通信协议、项目管理和一致性检测等一系列标准。按照
IEC61850 标准建设通信网络和系统的变电站，符合智能变电站的要求。
智能变电站的主要一次设备和二次设备按照要求应为智能设备，这是变电站实现数字化的基础。这些智能设备具有设备之间交互参数、状态和控制命令等信息的通信接口。设备间信息传输的方式主要为网络通信方式，取代传统的二次电缆等硬接线。如果使用传统非智能一次设备，则应通过配置智能终端将其改造为智能设备。
智能变电站内的信息交互从逻辑上看分为三个层次及两个网络：过程层、间隔层、站控层及站控层网络、过程层网络，即所谓的“三层两网”。目前利用现场总线技术实现过程层的通信己经得到了广泛应用，随着过程层设备信息量的不断增加，间隔层及站控层对过程层数据要求不断提高，如何合理构建通信网络是智能变电站应用技术的重要内容。
二、智能变电站的特点
新一代智能变电站通信网络及管理系统方案
本文主要对新一代智能变电站通信网络及管理系统方案问题进行重点研究与分析。分析过程中，主要立足于新一代智能变电站网络管理特点以及功能需求，对电信网络管理体系结构整体进行统筹规划与合理部署。并结合关键技术内容，提出新一代智能变电站通信网络管理系统框架形式。希望通过本文的研究与分析，可以进一步提升智能变电站网络运维能力以及减少网络运维成本。
标签：新一代智能变电站;通信网络;管理系统;方案;
前言：通信网络作为智能变电站运行体系的重要组成部分，运行过程中主要承担着传输数据、发布指令等信息任务。结合当前运行情况来看，智能变电站通信网络可以针对采样值传输、断路器分合状态以及时钟同步信号等信息内容进行全方位整合与处理。智能变电站会根据通信网络整合的数据内容，对当前设备运行情况进行监督与管理，避免出现运行故障问题。目前，为进一步提高智能变电站通信网络运行效率，研究人员对传统通信网络状态监测存在的不足问题进行了积极克服。并主动结合在线监测与故障诊断技术手段，实现对智能变电站通信网络运行工作的全面监测与管理。
1 新一代智能变电站通信网络管理系统框架结构分析
1.1总体框架
新一代智能变电站通信网络管理系统（下文统一简称网管系统）通过借助直观、合理的界面形式，初步实现了各网管功能的有效发挥。一般来说，网管功能主要围绕设备配置管理拓扑管理以及安全管理等功能作用进行合理展开。其中，网管系统通过连接一端的接口实现对各管理设备的配置与管理。同时，通过连接另一端的接口实现对电力系统上层服务的对接管理。对于交换机网络而言，可以通过网管系统实现对多个业务网的划分管理，完成对不同业务网配置信息的隔离过程[1]。
如此一来，通信数据以及通信质量基本上不会受到不确定因素的干扰影响而出现隐患问题。除此之外，专用于网管数据传输的网络（可以理解为零号网络）可以通过利用交换机端口提供可使用的带宽。最重要的是，网管系统可以根据用户实际需求采取针对性部署规划方案进行运行操作。举例而言，当网络规模整体表现较小时，可优先采取单服务器紧凑型部署方案进行运行操作。不仅在操作手段方面表现较为简单，同时在经济成本方面也可以大幅度减少。
第３８卷 ２０１０年８月 云南电力技术 ＹＵＮＮＡＮ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＰＯＷＥＲ Ｖ０Ｉ＿３８ Ｎｏ．４
Ａｕｂ ２０１０
智能化变电站架构及信息平台建设
顾晓亮
（广州供电局，广东广州５１ １３００）
摘要：介绍了智能化变电站的关键技术，然后分析了智能化变电站的架构，探讨了智能电网信息平台的
建设。 关键词：智能化变电站 架构信息平台
中图分类号： 文献标识码： 文章编号：１００６－７３４５（２０１０）０４－００６８－０２
１ 前言
随着通信、计算机技术的发展，电力系统也
越来越智能化。变电站是电网中输电和配电的集 结点，是电网能量传递的枢纽，它的智能化对于
提高电能输送、集结、配送的安全性，平衡电源 和负荷，改变电源结构单一模式，提高电力的市
场化程度低与用户双向互动性具有重要意义。
２智能化变电站特点
筠治智能化变电站的特点，应 包括以下技．术内容：
１）智能化变电站技术体系、标准及规范。 智能化变电站涉及到不同的电网、不同设备及相
关物理特性、运行逻辑及其输人输出的形式，因
此应基于统一的技术体系、标准及规范进行智能 化变电站的建设，对于变电站的外延和应用范围
的扩大很重要。 ２）智能化一、二次设备智能化集成技术。 智能化变电站涉及到变压器、开关设备、输配电
线路及其配套设备、以及各种柔性电气设备等一
次设备，以及控制、保护、状态诊断等相关二次 设备。要将这么的多的设备集成在一起，必须有
一套成熟的智能化集成技术。
３）智能化变电站全景信息采集及统一建模 技术。主要指智能化变电站基础信息的数字化、
标准化、一体化实现及相关技术。智能化信息采 集系统与装置研究，利用基于同步综合数据采集
同时适用于传统变电站和数字化变电站的新型测
控模式，实现各类信息的一体化采集。 ４）基于电力电子的智能化柔性电力设备的
研发及其应用。柔性化的电力设备主要有ＳＶＣ、
ＳＴＡＴＣＯＭ、ＴＣＳＣ、ＡＰＦ等。随着智能化变电站
线路保护测控1交换机1合并单元1操作回路智能终端断路器隔离开关CT&线路PT采集单元1主变保护测控1交换机1合并单元1CPU1操作回路智能终端高压侧断路器隔离开关高压侧CT采集单元1CPU2交换机1CPU1操作回路CPU2智能终端低压侧CT、PT低压侧CT、PT低压侧断路器隔离开关母线保护测控装置智能终端(操作箱)交换机合并单元CT&线路PT采集单元断路器隔离开关110kV母线间隔10kV低压保护测控装置10kVGOOSE交换机PT并列合并器电子式CT电子式PT10kV间隔和PT间隔 电力数据网通信服务柜远动通信服务器1远动通信服务器2省电力数据网调度调度工程师工作站主机兼人机工作站二打印机打印机主机兼人机工作站一打印机
1、红色线表示电缆连接，蓝色线表示双绞线网络连接，黑色线表示光纤。橙色为电能采集网,粉紫色为全站统一的对时网络2、过程层交换机同时接受SMV数据和GOOSE数据,通过划分VLAN方式实现各子网的划分,使交换机流量处于安全范围.3、母线PT合并器输出数据给过程层交换机，各间隔合并器根据隔离开关位置选择电压与本间隔采样数据组合后输出。保护双重化时，母线PT采集单元和合并器均双重化。4、变电站设采样同步信号源，用光纤分别向各间隔的合并器发同步秒脉冲。保护双重化时，设两套独立的同步信号源，分别给两套合并器使用。5、智能终端有模拟量采集功能时，也应接入同步信号，其CPU双重化时分别接入两套同步信号。6、有纵差保护时，合并器应输出同步信号给纵差保护。7、变电站同步信号系统故障时，各间隔合并器用插值法同步母线电压和间隔电流的采样，变压器差动保护和母差保护退出。8、变压器的智能终端完成变压器的温度采集、非电量保护输入、档位输入输出等功能。变压器的智能终端通信光纤直接接入主变保护测控装置。9、各种智能终端应考虑接入在线监测传感器的接口。10、10kV保护就地安装并集成合并器功能，具有PT软件自动切换功能。南京新宁110kV数字化变电站网络架构图
