新一代智能变电站研究与建设

智能变电站技术(详细版)[详细]

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

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

智能变电站与常规变电站的区别

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

110kV智能变电站模块化通用设计说明-A2-2方案

110(66)kV智能变电站模块化建设通用设计 110-A2-2通用设计方案设计说明 2014年12月

目录 1 总的部分 (1) 1.1概述 (1) 1.2站址概况 (1) 1.3主要技术原则 (2) 1.4主要技术经济指标 (2) 2 电力系统 (3) 3 电气一次 (3) 3.1电气主接线 (3) 3.2短路电流 (4) 3.3主要设备选择 (4) 3.4绝缘配合及过电压保护 (7) 3.5电气总平面布置及配电装置型式 (10) 3.6防雷接地 (11) 3.7站用电及照明 (11) 3.8电缆设施 (12) 4 二次部分 (12) 4.1系统继电保护及安全自动装置 (12) 4.2系统调度自动化 (13) 4.3系统及站内通信 (14) 4.4变电站自动化系统 (16) 4.5元件保护 (19) 4.6交直流一体化电源系统方案 (20) 4.7全站时间同步系统 (21) 4.8智能辅助控制系统 (22) 4.9二次设备组柜与布置 (25) 4.10互感器二次参数选择 (27) 4.11二次设备的接地、防雷、抗干扰 (28)

4.12光缆/电缆选择 (28) 5 土建部分 (29) 5.1概述 (29) 5.2站区总布置及交通运输 (29) 5.3装配式建筑 (31) 5.4暖通、水工、消防 (32)

1 总的部分 1.1 概述 1.1.1 工程设计的主要依据（1）《国家电网公司输变电工程通用设备》（2）《国家电网公司输变电工程通用设计110(66)～750kV智能变电站部分》（3）国家电网公司可行性研究报告的批复；（4）可研设计文件等。 1.1.2 工程建设规模及设计范围 1.1. 2.1 工程建设规模远期3×50MVA主变压器，电压等级为110/35/10kV（#3主变压器电压等级为110/10kV 或110/35/10kV）；本期2×50MVA主变压器。 110kV出线，本期2回，远期3回。 35kV出线本期4回，远期6回。 10kV出线本期12回，远期18回。本期1、2号主变各配置2×4000kvar 10kV并联电容器装置，远期每台主变配置2组无功补偿装置。 1.1. 2.2 设计范围及分工新建2台50MVA变压器及按建设规模要求的110kV、35kV、10kV配电装置及无功补偿装置、电气二次保护室及相应的电气控制、测量、信号、继电保护；站用交直流电源、电缆敷设；站内过电压保护、全站接地、照明；调度通信。与上述内容对应的土建部分：电气二次保护室、屋内配电装置；站区上下水系统、采暖、通风、消防、火灾报警。 1.1. 2.3 本工程设计分界点 110kV配电装置电缆出线设计到站内GIS电缆引接终端，电缆头不在设计范围内。35kV、10kV配电装置电缆出线设计到开关柜内出线电缆引接端子，电缆头不在设计范围内。电缆沟、上、下水管等设计到围墙外1m处。 1.2 站址概况 (1) 站址按假定的正北方向布置。 (2) 假定场地设计为同一标高。 (3) 在设计工程中，需根据变电站所处系统情况具体设计。

智能变电站发展前景及其关键技术分析

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

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].

模块化智能变电站建设模式研究

模块化智能变电站建设模式研究发表时间：2017-11-02T12:16:46.597Z 来源：《电力设备》2017年第18期作者：张海文[导读] 摘要：随着全球经济的飞速发展，人们对能源的高效利用日益重视，变电站的作用就显得格外重要，本文就化智能变电站这一课题，探讨其建设背景、模块划分以及典型的设计技术，希望对读者有所助益。（国网海北供电公司青海 812200）摘要：随着全球经济的飞速发展，人们对能源的高效利用日益重视，变电站的作用就显得格外重要，本文就化智能变电站这一课题，探讨其建设背景、模块划分以及典型的设计技术，希望对读者有所助益。关键词：模块化智能变电站设计 1智能变电站模块化建设背景 1.1研究背景随着国际国内能源形势的深刻变化，加快建设智能电网的需求迫在眉睫。变电站是电力网络的节点，它连接线路、输送电能，担负着变换电压等级、汇集电流、分配电能、控制电能流向等功能，变电站的智能化运行是实现智能电网的基础环节之一。模块化智能变电站是变电站建设的一种创新模式，从设计到建设阶段将全过程遵循“标准化设计、工厂化加工、装配式建设”的管理理念，通过电气一、二次集成设备最大程度实现工厂内规模生产、集成调试、模块化配送，减少现场安装、接线、调试工作，建筑物采用装配式结构，工厂预制、现场机械化安装，将工业建筑实现标准化设计，统一建筑结构、材料、模数等，实现设计、建设标准化，有效提高建设质量、效率，提升电网建设能力。 1.2研究现状 2012年以来，新一代智能变电站概念设计方案应运而生，构建了以集成化智能设备、一体化业务系统及站内统一信息流为特征的新一代智能变电站设计方案。2013年，变电站模块化建设研究工作和试点工程又取得了突飞猛进的进展，提出了“模块化建设”的工程建设理念。设备厂商设计生产的电气设备质量的提高和电网可靠性的增加及电网发展的需求，推动了变电站设计模块化方案的可行性。 2智能变电站的模块化划分智能变电站是随着科学技术的普及而出现的一种新型变电站形式，具有自动化和信息化的特点。对于它的模块化来说，属于变电站建设的一种新型模式，是时代发展的产物，它的模块化建设主要涉及到主变压器、高压开关、中压开关、中压配套设备和综合自动化等五个部分，它们相互作用、联系，共同构成智能化变电站。第一，主变压器。它是通过拔插的方式，和高压进线电缆接头相互连接，在全封闭和多股电缆母线桥架，来实现和中压出线的相互连接。第二，高压开关。它是在进出线部位选择拔插的具体方式，在气体绝缘封闭方式的利用下，来实现和组合电器的相互连接。第三，中压开关。它是选择一体化的预装性质的组合电器。第四，中压配套设备。这一设备中，它的结构构成主要是以消弧线圈、接地变压器以及无功补偿装置为主的o 第五，综合自动化。它属于是选择一体化预装式的控制室。在实际的变电站建设中，这五个功能模块都是需要在事前进行调试的，在开始安装操作时，依次选择的是一次电缆、连接变压器、开关和配套设备、综合自动化选择通讯线路、电缆连接，在各个部分连接完成之后，最后开始进行整体上的调试工作，对各个功能组成进行性能的测试，以确保智能变电站模块化建设的顺利进行。 3 智能变电站模块化典型设计技术 3.1预制舱式二次组合设备设计针对原来变电站单独配置的二次设备室，占地面积相对比较大，新一代智能变电站通过设计优化，提出了预制舱式二次组合设备，用体积较小的舱体来替代二次设备室，从而节省了变电站占地面积。预制舱式二次组合设备按设备对象模块化设计，以方便运行、维护，变电站根据需要设置公用设备预制舱、间隔设备预制舱等，可根据变电站具体建设规模、布置方式等进行选择调整组合设计。预制舱内二次设备采用前接线、前显示式装置，屏柜采用双列靠墙布置，屏正面开门，屏后面不开门。舱体内集成二次设备及相应辅助设施，包括安防、消防、暖通、照明、检修、接地等。舱内与舱外光纤联系采用预制式光缆，舱内与舱外电缆联系可采用预制式电缆。舱内设备在工厂内完成相关接线、调试等工作，从而缩短施工周期。 3.2预制电缆设计现有智能变电站中使用最多的控制电缆大多为4芯、7芯、14芯铠装电缆，接线芯数较多，容易出现接头不牢固而断线，采用预制电缆，按双端、单端预制方式，统一航空插头、电缆的型号，从而大大减小断线概率。预制电缆可以使用于主变压器、GIS本体与智能控制柜之间二次控制电缆连接。对于AIS变电站，断路器、隔离开关与智能控制柜之间二次控制电缆宜采用预制电缆。预制电缆可采用穿管、槽盒、电缆沟等敷设方式，从而使屏柜内的电缆接线简洁清晰，便于运行与维护。 3.3装配式建筑物设计结合实际工程出线情况，对于采用组合电器（GIS）的工程规模，在组合电器全部为架空出线的情况下，可以利用架空出线套管作为后期试验、耐压的场所。充分利用建筑本身的结构，考虑后期设备运行、检修的移动，适当考虑取消目前GIS室双层层高的现状，能够优化建筑体量，实现建筑和设备的紧凑布局： 3.4配电装置选型设计模块化设计要求设备选型均严格按照工厂预制现场装配的理念设计，一次设备本体加智能组件的方式实现一次设备智能化，智能组件统一由一次设备厂家场内集成，体现模块化设计的高效；电气装置的布置方式采用“单元”布置方式，一台主变所带设备成“单元”分区就近布置，并满足二次接线的要求。开关设备同无功补偿设备分区明确，充分体现电气布置模块化。一、二次设备高度集成，现场只需完成合并单元及保测装置至二次设备室的相关交直流电源电缆及光缆的敷设，全站电缆大幅减少，电缆敷设、电缆施工接线的工作量相应减轻，缩短电缆施工安装周期，节约工程造价。

新一代智能变电站信息流架构设计

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.360docs.net/doc/136859306.html,/kcms/detail/11.2107.TM.20160106.1647.004.html

南瑞继保智能变电站高级应用专题报告

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

模块化智能变电站建设模式研究王鹏

模块化智能变电站建设模式研究王鹏发表时间：2019-07-22T11:51:38.643Z 来源：《当代电力文化》2019年第5期作者：王鹏 ,杨仁宇 [导读] 介绍了模块化在智能变电站建设模式的特点，然后从五个方面系统介绍了模块化智能变电站建设模式的技术，以此供相关人士交流参考。合肥电力规划设计院安徽合肥 230022 摘要：随着科学技术的发展和社会的不断进步，高效性和节能性是逐渐成为电力企业在能源的供应与消耗上越来越关注的重点。随着当今社会人们对电能的需求逐步增加，模块化智能变电站建设成为必然，模块化成为智能变电站建设中的方向和趋势，在节约能源的同时还能缩短建设周期，提高集约化程度。基于此，本文首先介绍了模块化在智能变电站建设模式的特点，然后从五个方面系统介绍了模块化智能变电站建设模式的技术，以此供相关人士交流参考。关键词：模块化；智能；变电站；建设模式引言：与时代发展要求相结合，模块化建设成为智能变电站建设模式的主导。通过对事物本质的分析，不难发现，装配结构模式是模块化智能变电站建设模式的主体，工厂的提前预制和当场安装是模块化智能变电站建设模式的主要构成部分，这就大大提高了工作效率、缩短了周期，节约了建设用地，使各模块之间组合合理化。模块化技术的运用对于智能化变电站建设模式研究具有重大意义。一、模块化智能变电站建设模式的特点智能变电站是实现智能电网自动化的基础和支撑，模块化智能变电站建设模式是智能变电站的新模式。模块化智能变电站建设模式的特点是：适用性、安全性、经济性和通用性，体现了智能变电站建设的新特征。模块化智能变电站建设模式包括高压开关、中压开关、主变压器、配套设施以及中和自动化等几个功能模块，每个模块之间有着紧密的联系，具体分析，主变压器与高压开关之间通过拔插的方式实现连接，在多股电缆母线桥架和全部封闭的环境下，与中压出线建立连接。高压开关是组合电器连接的关键，必须在气体绝缘封闭的环境下在进出线部位起到拔插的作用。再看中压开关是一组预装组合电器，主要是一体化模式，还有配套设备，包括几个组成部分：变压器、消弧线圈、无功补偿装置等。最后一个是自动化，主要是一种控制室模式。综上所述，不难发现模块化智能变电站建设模式的出现是与时俱进的产物，弥补了传统变电站周期长、成本高、工作量大、占地面积大等一系列缺点，体现了模块化智能变电站建设模式的新特点 [1]。二、模块化智能变电站建设模式的技术介绍（一）模块化智能变电站建设的工艺传统户外型变电站存在很多弊端，必须先建立庞大的户外架构，电器设备再以此为连接，这就使得空间需求变大，电气设备庞大的体积，占用了很多土地资源。模块智能变电站的建设模式有其特定的布局：模块化变电站的所有设备都是由厂家完成统一连接和调试，到达户外地址后，只需进行外部的调试和整体调节，就可以投入使用。模块化智能变电站建设模式解决了很多传统变电站中存在的问题，降低了整体成本，在我们面临不同户外环境变电站的建设时更具灵活性，不会因为施工环境和工艺水平的高低而对变电站的工程质量造成影响。模块化智能变电站建设模式的特点决定了各个功能模块的调查都非常重要，这是保证方案顺利执行的前提。每个施工环节都要采取最适合的施工技术和手段[2]。为了提高工作效率，电缆线要采用成品电缆盒进行铺设。为了降低后期现场浇筑的压力，电缆沟采用隐藏式系统，不仅安全，而且为其它施工工作提供便利。（二）模块化建设中二次设备集成形式的概述模块化建设中二次设备集成形式打破了传统的现场接线、现场调试，周期长的局限和弊端。二次设备模块间的组合排列体现了经济性、独立性、灵活性、适应性、安全性的原则。彼此之间相互独立又连接统一，达到了资源共享的目的。模块化智能变电站建设模式中的二次设备模块组合，整套设备都由厂家加工完成、不用二次接线、现场施工、调试，降低了工作量，大大提高了工作效率。同时，在模块化二次设备集成模式的运用下，减少了交换机的使用，缩小了用地面积，降低了不必要的设备投入，体现了智能网络的简洁性。其次，从整体来看，变电站各个功能模块之间更加紧凑，运行更加安全可靠，有利于变电站的全面管控。再次，整套二次设备由厂家集成加工，拉到现场就能使用，减少现场调试，二次接线，能够去除连接中不必要的线路，使线路简介清晰，提高电缆线的利用率。最后，模块化智能变电站建设模式各功能模块之间联系紧密，资源共享程度较强，这就在一定程度上减少不必要的设备投入，节约了设备资源，降低了变电站的总体成本[3]。（三）模块化智能变电站中主要设备的介绍在选择电气设备上，目录原则是通用设计原则的根本，同时将一次设备和二次设备集中起来。首先，模块化智能变电站建设模式中的智能变压器在传统变压器的基础上添加智能组件，在变压器上安装智能控制设备，110kv的变压器可以不用安装智能控制设备，安装的这些智能组件是变压器与本体可以智能连接。另外，对安装在变压器上的智能设备组件要开展多种预测评估，评估内容包括：变压器智能终端老化问题预估、变压器智能终端热度测试、变压器智能设备上各种开关插头的松动、磨损等。其次，变压器高压开关设备在出厂之前已经由厂家完成了完成了内部零件的集成安装、接线和调试等一系列工作，这种一体化操作减少了现场二次接线、调试的工作量，缩短了周期，加快了变压器投入建设使用的速度。这种经过综合考虑过的模块组合、配置经济合理，体现了模块化智能变电站建设模式的经济性。（四）对模块化智能变电站总平面布局的概述减少变电站的建设用地，节省城市空间是模块化智能变电站总平面布局的基本出发点。首先、通过高集成设备来实现主接线工作的完成和优化，追求内部设备的合理配置，在这个过程中要确定变电站的发展规模，使各组合模块之间保持绝对的透明。其次，对选定的变电站的地址的周围条件要清楚并且要尽可能对这些条件进行合理的安排利用，尽量缩小横纵向尺寸，减少变电站的占地面积。再次，了解变电站二次设备的结构，基于户外变电站的条件，尽可能的把周围闲置的空地充分利用起来，确保二次设备可以在可合理组合的情况下得到合理配置，保证后期配送和输出的需要[4]。注意观察周围环境，避免不良因素对设备运行的影响。模块化智能变电站建设模式采用二次设备组合的形式，对模块功能进行了清晰的划分，简化个体、优化整体，减少了很多不必要的工作，大大提高了工作效

110kv智能变电站系统及继电保护设计开题报告

西安电力高等专科学校毕业设计开题报告题目：110kV智能变电站系统及继电保护设计学生姓名：郭飞飞学号：29 专业：继电保护及其自动化专业班级：12091 指导教师：王玲 2012 年4 月25日

一、选题背景和意义变电站作为输配电系统的信息源和执行终端，要求提供的信息量和实现的集成控制越来越多，因此，目前的变电站迫切需要一个简约的、智能的系统，实现信息共享，以减少投资，提高运行、维护效率。这些运行和管理的需求使智能变电站成为变电站自动化系统的发展新方向。随着计算机应用技术和现代电子技术的飞速发展，智能变电站离我们越来越近。建设智能变电站（即数字化变电站）的必要性： 1. 电力市场化改革的需要变电站作为输配电系统的重要组成部分，市场化改革对其也提出了新的要求：从变电站外部看，更加强调变电站自动化系统的整体信息化程度，和与电力系统整体的协调操作能力；从变电站内部看，体现在集成应用的能力上，也不同于传统的变电站自动化装置的智能。 2．现有变电站自动化系统存在的不足 1）装置功能独立，且部分内容重复，缺乏高级应用。虽然独立的装置实现了智能，但是却没有真正意义上的变电站系统智能，由于功能独立，装置间缺乏整体协调、集成应用和功能优化；高级应用功能，如状态估计、故障分析、决策支持等尚未完全实现。 2）二次接线复杂、CT/VT负载过重由于测量数据和控制机构不能共享，自动化装置之间缺乏通信等原因，变电站内二次接线十分复杂，且系统内使用的通讯规约不统一，不同的厂家使用不同的通讯规约，在系统联调的时候需要进行不同程度的规约转换，加大了调试的复杂性，也增加了运行、维护的难度，给设计、调试和维护带来了一定的困难，降低了系统的可靠性。同时，存在大量硬接线，造成CT/VT负载过重。 3）装置的智能化优势未得到充分利用。由于站内各套独立的自动化装置间缺乏集成应用，使得智能装置的作用并未完全发挥，从而降低了自动化系统的使用效率和投资价值。 4）缺乏统一的信息模型。相互独立的自动化装置间缺乏互操作性，一方面局

智能变电站二次设备模块化设计技术研究刘志猛

智能变电站二次设备模块化设计技术研究刘志猛发表时间：2018-09-18T18:58:12.273Z 来源：《基层建设》2018年第25期作者：刘志猛 [导读] 摘要：针对智能变电站二次系统功能需求的扩张的问题，需要通过重构技术，完善智能变电站二次系统的功能，使变电站可以更及时准确的发现系统中存在的故障，将信息传递给相关工作人员，从而更好的保障系统的安全运行。身份证号码：37078419851027XXXX 摘要：针对智能变电站二次系统功能需求的扩张的问题，需要通过重构技术，完善智能变电站二次系统的功能，使变电站可以更及时准确的发现系统中存在的故障，将信息传递给相关工作人员，从而更好的保障系统的安全运行。本文主要对智能变电站二次设备模块化设计技术进行分析。关键词：智能变电站；二次设备；模块化引言在智能变电站中，通信、监控以及电源等都属于二次设备范畴，而对二次设备进行模块化设计，不仅能能够有效解决以往设备容易受到屏柜布置束缚的弊端，同时也能对二次设备安装与其他工作进行优化，可以切实提升二次设备集成性能，有效拓展工厂生产规模，最大限度降低现场工作任务量，保证建设质量与效率的切实提升。 1相关概述 1.1智能变电站概述智能变电站是指将现代化的数字信息网络平台相互结合，应用于变电设备中，组成集成化的智能变电设备综合运行体系，完成变电设备数据的集成化管理。智能变电站大多设备都是技术水平先进、低碳环保的智能设备，整个变电站以数字化、网络化和信息共享标准化为要求，能够自动完成信息采集、监测、控制和安全保护等工作，还能实时监测站内设备的运行情况，对设备的使用状况进行评估，从而对设备进行全寿命的管理。 1.2二次设备模块化所谓“模块化”就是运用模块概念对设备实施组织与规划。而其中模块就是已经进行模块化的产品基本组成，属于实体看，而智能变电站模块化二次设备就是模块，像柜体辅助设施、预制柜体以及功能单元等内容都属于该设备范畴。模块化设备可以按照事先功能设置，对工厂内部调试、制作以及内部配线等工作进行完成，并会通过整体运输的方式，将其运输到现场实施接口与安装。按照功能单元，模块化二次设备的组成也会有所差异，而功能单元属于模块基本元素，主要由数据网设备、保护以及测控等内容所组成。技术人员会按照功能单元类型以及数量对其进行合理排列，并将其运用到相应电压等级与规模的变电站之中。 2模块技术要求 2.1模块结构在标准的6.3条中有明确的模块结构形式的规定，使用的结构是标准化的积木式结构，利用这种结构可以按照标准的规格进行成批的制造，而且还可以降低成本，提高经济效益，为模块的设计提供便利性。其实对模块进行安装就和玩搭积木玩具是类似的，在特定的位置上面对模块进行组装，也可以为现场施工提供便利性，方便在现场进行施工，会大大提高施工的质量，而且还会缩短工期，进一步提高施工的进度。通常来说，标准的积木式结构模块必须要做的就是要进一步提高模块接口的标准化程度，保证多个模块之间进行有效的机械和电气拼接，同时还包括网络拼接。 2.2模块接口标准第6.4条规定了模块的走线要求，一般而言，模块的对外接口设置在底部，便于线缆进出，相关电缆敷设及电缆排列遵循常规电缆敷设规定即可。对于特殊情况下，线缆采用上进线方式时，模块顶部应预留标准接口与二次桥架的安装相匹配。考虑到模块可能需要拼接，不建议模块的侧面设置外部线缆接口。对于模块而言，预制光电缆是变电站模块化建设中不可或缺的内容，规范第6.4条对预制光电缆的型式及配置原则进行了规定。 2.3内部走线与安装通过对导则的研究可以发现，导则中已模块内部走线方案作出了详细规定，拥有着一定铺设顺序以及路径顺序，需要严格对其进行执行，无特殊情况不应对其随意进行更改。所以技术人员也应在此基础之上，对模块走线与安装计划进行设计。为对模块内部整洁度进行保证，技术人员需要对电缆弯曲半径实施测量，且应按照测量结果对电缆多余部分实施收纳，保证模块内部线路的清晰度，以便后续对于线路的保养与维护。同时在布置预制电缆插座端过程中，应对内部空间情况进行全方位调查，并再此基础上对插座安装位置进行明确，并可以对插座设置钢板进行固定，且要保证钢板应朝向柜门。此外还应根据插座数量与规格在钢板各处设置预留孔，使插座可以牢固固定在钢板之上。在模块外部，电缆头一则要朝向模块正门位置，而另一头则应对准模块内部，以便柜内设备接连工作的顺利进行。 3功能单元技术 3.1基本要求在导则7.1条规定中，对模块功能单元特性做出了详细规定，规定指出，该部分技术不仅要拥有完整性以及独立性的特点，同时还要具备互换性以及合理性。要求功能单元应与模块所有要求与目标相符合，且功能齐全、完整、独立，不会受外部处理功能所束缚，重复机率相对较低。同时功能单元在模块内进行安装时，应对各项功能特征进行明确，并要保证设计的合理性，要保证多种功能与尺寸一致的多种功能单元能够互换，保证模块功能水平。 3.2接口与安装根据导则相关要求，技术人员在对功能单元进行安装与接口过程中，应对现有装置进行深度分析，并在模块本体上部位置安装标准件，要尽量降低对紧固件的使用机率，甚至是直接拒绝对其进行使用，以保证模块拆装的容易程度，并为在线功能单元更换提供保障，确保功能单元的使用质量。同时要在模块与二次装置之间度标准件实施电气、网络以及机械连接。 4模块布置要求标准第8章对110~750kV的智能变电站模块布置进行了细化，主要原则如下：1）对于110kV户外站，建议采用全站预制，设置一个预制舱式二次组合设备[10]。2）对于110kV以上的户外站，站控层模块、交直流电源模块、通信模块布置于二次设备室；蓄电池模块布置于蓄