新一代智能变电站整体设计方案研究

发表时间：2019-01-24T11:22:20.157Z 来源：《河南电力》2018年16期作者：蔡学松

[导读] 本文先从新一代智能变电站要满足电网发展方式转变的要求

蔡学松

（江苏科能电力工程咨询有限公司 210000）

摘要：本文先从新一代智能变电站要满足电网发展方式转变的要求、新一代智能变电站要满足管理发展方式转变的要求以及新一代智能变电站要满足智能变电站技术进步的要求这三个方面分析了新一代智能变电站发展要求，然后从新一代智能变电站整体设计方案的技术路线以及新一代智能变电站整体设计方案的关键设备研制这两个方面分析了新一代智能变电站整体设计方案。

关键词：新一代；智能变电站；整体设计；方案

1 新一代智能变电站发展要求

我们都知道智能电网一定是电网技术未来发展的一个必然趋势。那么在此基础上智能变电站作为智能电网建设的一个非常重要环节之一，也可以说它是电网最重要的基础运行参量采集点或者说是管控执行点以及与此同时它也是未来智能电网的支撑点，所以这样来看的话我们就会发现其发展建设的水平将会直接影响到我国智能电网建设的一个总体高度。总而言之我们可以说建设具有信息化与自动化以及互动化的坚强智能电网这一个重要的目标对变电站的发展实际上也是提出了更高要求。

1.1 新一代智能变电站要满足电网发展方式转变的要求

首先我们要知道波动性或者说是间歇性清洁能源的接入，实际上肯定是要求变电站更加灵活可控而且与此同时还得满足多元化服务需求才可以，那么这样一来的话也就要求变电站能够实现更加友好互动经济社会发展，与此同时也要求变电站更安全或者说是更可靠，不仅如此还得更优质资源或者说是更加环境约束才可以满足要求，我们一定要保证变电站更高效而且更节约或者说是更环保才行。

1.2 新一代智能变电站要满足管理发展方式转变的要求

可以说伴随着调控一体化运行或者说是专业检修管理的一个进一步的建设，与此同时我们也会发现智能电网对电网管理模式优化的支撑作用可以说是越来越重要。换句话说就是专业化建设或者说是调控运行以及状态检修等管理模式的进一步建设，实际上是对智能变电站的发展提出了新的更高的要求。那么我们构建调控一体运行体系的时候，就必须得要求新一代智能变电站应该或者说是必须得更好地支撑调度运行业务一体化需要才可以，这样做的结果就是可以实现变电站设备监控的统一管理，与此同时还可以通过信息流优化整合，最终实现与调度系统全景数据共享的目标，进而也可以提升决策控制能力，这样一来的话就可以提高运行效率以及构建专业检修体系，那么如果说是想要要求新一代智能变电站应更好支撑变电站专业化检修或者说是维护需要的话，我们首先就得要实现设备运维或者说是检修一体化，那么这主要是通过在线监测与此同时还要利用设备状态可视化技术，从而就可以为检修管理提供优化或者说是决策依据，进而就可以提高设备利用效率或者说是设备管理水平

1.3 新一代智能变电站要满足智能变电站技术进步的要求

我们知道自动控制技术可以说是为实现电网安全可靠或者说是经济灵活运行奠定了一个非常有效的基础，那么这就主要表现在高温超导以及纳米技术、新型绝缘材料与复合材料等新材料或者说是技术的应用，那么所有这些应用都可以说是为提高设备性能或者说是研制新设备创造了一个非常充分的条件。与此同时信息通信技术也可以说是为满足海量信息交互或者说是处理功能提供了非常重要的技术支撑。所以说我们就必须要开展新一代智能变电站技术研究，以求推动智能变电站技术创新发展或者说是跨越发展。

2 新一代智能变电站整体设计方案

2.1 新一代智能变电站整体设计方案的技术路线

我们说一次设备智能化向智能一次设备的这一转变，一定是采用新结构与新工艺才可以实现一次设备之间或者说是一次设备以及智能组件间的这样一种深度融合，这样一来的话就可以提升设备可靠性以及可用性，不仅如此还可以实现设备功能智能化或者说是安装模块化，从另一个角度来看运检标准化可以说是主要表现在分散独立运行向协同优化控制转变整合系统功能的一个实现，与此同时优化信息资源也必须得要满足发电以及用电等各方面变化的一个整体要求，以求最终可以实现空间维度或者说是时间维度的正常运行，与此同时还要实现电网紧急情况的协调控制以求可以提升决策控制能力，进一步就可以在提高运行效率的基础之上全面提升大运行或者说是大检修管理方式转变的一个支撑能力。除此之外像我们所说的安装设计向整体设计转变改变供应商主导的分专业的这样一种设计模式，它就主要是通过优化整体设计或者说是明确功能需求，而去实现正确引导关键技术研究以及关键设备研制的这样一个最终目标，那么与此同时还要实现全程动态优化，这样做的结果就是可以提高变电站整体设计水平。我们要保证新一代智能变电站可以在现有智能变电站的基础上，而去实现更加突出实用性或者说是先进性的目标，与此同时还要注意更加注重创新理念，这样一来还要强化一二次设备的深度融合以及系统的优化集成或者说是新能源的接入，不仅如此我们还要更加注重关键技术的突破或者说是关键设备性能的提升，这主要是为了注重变电站设计的通用化，然后就可以努力提高设备或者说是系统的可靠性，以求最终可以实现变电站内建筑以及一、二次设备的使用寿命，我们的最终目标就是要降低全寿命工程造价然后与此同时还要更加注重施工工艺标准化或者说是运行维护高效化，以求可以实现在实施环节中实现工厂化制造以及现场组装或者说是缩短变电站建设工期的最终目标，进而就可以全面提升变电站建设效率和效益。

2.2 新一代智能变电站整体设计方案的关键设备研制

新一代智能变电站整体设计方案的关键设备研制主要表现在要实现一、二次最佳融合，这主要是通过对变压器运行优化控制或者说是负荷调解控制，进而就可以提升变压器自身优化能力，而且与此同时还可以支持电网优化运行。所以我们就要研究应用新型节能技术优化冷却方式而且还要采用新型介质等，以求可以降低变压器本体损耗。我们要注意新型断路器控制技术研究主要是为了改善分合闸特性以求可以延长设备使用寿命，这样一来的话就可以实现断路器选相控制以及分合闸相角控制功能，进而也就可以降低断路器操作时产生的不安全暂态过程。除此之外我们还要研究气体绝缘介质组合电器或者说是真空断路器，因为这样就可以有效实现环保高压开关设备以及智能组件整合技术的进一步提升。那么这一点就肯定是对影响电子式互感器稳定性或者说是可靠性关键技术难点就可以实现进行攻关的目标，从

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

智能变电站运维模式探究

智能变电站运维模式探究发表时间：2016-10-13T15:35:53.330Z 来源：《电力设备》2016年第14期作者：蒲寅 [导读] 在信息技术的带动下，智能变电站的应用范围进一步扩大，在确保电力输送系统的安全可靠前提下，为人们的生产生活提供了更多的便利。（国网青海省电力公司海东供电公司青海省海东市 810600）摘要：在信息技术的带动下，智能变电站的应用范围进一步扩大，在确保电力输送系统的安全可靠前提下，为人们的生产生活提供了更多的便利。相对于传统的变电站运维模式来讲，智能变电站的运行维护工作要求更高，其最终目的是提高电力系统运行的稳定可靠，减少风险的发生，从而满足社会发展对于电力能源的多层次需求。据此本文就从管理的角度入手，对当前智能变电站的运维模式进行了分析和研究。关键字：智能变电站；运维模式；管理控制智能变电站的技术支持是以计算机技术、控制技术以及通信技术等为主的，在先进技术的支持下对电气一次设备、二次设备等进行调控，进而完成自动化、智能化以及信息化管理的过程。随着我国电力事业的长足发展，智能变电站设施越来越完善，这就为电力系统的高效运行提供了技术上的保障，减少了运行的风险，可以为国民经济提供更为可靠的电力支持，对于它的运维管理也是极其重要的一项工作，使其功能发挥的内在必需。 1.智能变电站运维模式智能变电站作为科学技术创新发展的产物，它的运维模式内容主要涉及到变电站的建设、运行周期的确定、工程的验收以及日常的检查和维护等等，相对于传统的变电站来说，它的电力输送管理和输送过程控制更为规范有序，可以有效确保电力系统运行的稳定可靠。从它的实际应用来看，它的功能作用可以归结为两部分，即对电力系统的控制、检测以及警告报警，这两个作用都是确保电力系统正常运行的重要保障，也是电力输送不可缺少的一种措施，最终目的是减少系统运行风险的产生，提供供配电质量。实际上，在整个电网的运行中，智能变电站属于是一个智能节点，调度中心的调度人员按照自身的意愿，把所要执行的指令信息传输给变电站，智能变电站的工作人员可以根据指令对数据信息进行汇报、操作以及记录等，这一系列工作的实现是自动完成的，这样也就确保了电网系统运行的安全性和稳定性。 2.智能变电站运维模式现状 2.1巡视模式从当前实际来看，智能变电站的运维模式并不是很理想，它的基础是巡视检修工作，巡视人员在对变电站多个系统环节进行巡视检查时，可以及时发现其中存在的问题，进而解决处理。而当前电网规模不断扩大，电负荷急剧增加，它所存在的问题一方面来自于设备管理的复杂化，另一方面来自于工作人员的技术水平不足，在不同的电压等级中，变电站的巡视工作模式会有较大的差异，具体如下所示： 2.2检修模式智能变电站的检修模式包含有三方面内容：第一，检修周期安排。在这方面内容中，需要先对设备所需要进行检修的原因进行分析，正常状态下，可以依据变电站内实际运行周期来完成检修；第二，检修内容。根据故障检修的条件，要根据设备故障所带来的一系列影响来确定检修的周期和内容，在正常检修状态下，一般是对重要设备进行清扫和试验为主；第三，检修现状分析。这方面需要依据设备运行的实际年限、设备故障发生的时间以及故障范围的大小等来灵活制定检修计划，一方面要注重预防性检修，另一方面还要进行预知性检修，做到防患于未然。 3.智能变电站运维模式的具体分析 3.1状态巡视对智能变电站进行状态检修离不开科技信息技术的支持，在先进技术的应用下可以保证巡检的彻底完整。在传统的状态巡检模式下，存在着分析不准确、信息统计不健全的现状，但是智能化的状态巡视则不同，它有三种形式，第一，图像监视系统和安全警卫子系统，它包含有视频服务器、录像设备以及编码器设备等等；第二，火灾自动报警子系统，它包含有探测器、信号模块以及手动报警按钮等；第三，环境监测子系统，它包含有温度传感器以及湿度传感器等等智能化设备。 3.2状态检修相对于传统的设备检修工作来说，状态检修具有一系列突出特点，首先，在功能发挥方面，它的可靠性非常高，而传统的电力检修工作存在着较大的随意性，很难再检修周期内发现故障，但是，状态检修就具有明显的实时性，可以在故障出现前发现问题，并采取措施解决，进而保证了电气系统运行的稳定性；其次，这种检修方式具有明显的经济性特征，它在故障发生之前就可以发出警报信息，实现对电力设备的准确分析和评价，也就避免了电力设备出现较大的停电现象，减少了经济损失；第三，它的目的性很强，依据变电站电气设备的结构构成特点和实际运行的数据，可以准确判断出设备是否发生了故障。 3.3成效效果分析在状态巡视模式下，智能变电站的检修制度会愈加完善，这对电力企业的专业管理以及设备管理水平的提升是具有重要促进作用的。在没有采用这种巡检模式之前，在电网的变电系统结构中，主要采用的是统一固定的周期巡检模式，而且在实际巡视中也没有明确的重点，而在采取状态巡视之后，对于巡视周期可以进行及时的调整，这样就可以大大减轻运行人员的工作压力。此外，从运检质量角度来考虑的话，采用科学的方式可以对变电站进行有效检修，有利于电网系统的安全水平提升，与此同时，还可以降低智能变电站中的运维成

110kV智能变电站设计及其可靠性分析

110kV智能变电站设计及其可靠性分析发表时间：2017-01-19T14:03:21.260Z 来源：《电力设备》2016年第23期作者：陶迅 [导读] 在此基础上从一次设备的智能化和二次设备的网络化两方面入手分析了110kV 变电站智能化设计方法。（四川省西点电力设计有限公司 610091）摘要：为了提高供电网络的运行效率，探究110kV 智能变电站的设计及其可靠性分析，首先介绍了智能变电站的定义和结构，并对110kV 智能变电站的特点进行总结，在此基础上从一次设备的智能化和二次设备的网络化两方面入手分析了110kV 变电站智能化设计方法，最后对110kV 智能变电站可靠性进行了分析。关键词：智能变电站；设计；可靠性 0 引言随着经济的发展，智能化变电站逐渐地发展了起来，当前主要的变电站形式就出现了两种，常规式变电站和智能化变电站。常规式变电站的缺点很多，主要表现为建设投资资源多、调试复杂、系统交互性操作困难、标准规范不够完善等等。电气自动化和智能化的发展出现使得二次设备网路融合技术在变电站建设中得到了广泛应用，大大推进了我国变电站建设技术的前进。为了优化变电站配置，以提高电网运行的稳定性，笔者在文中探讨110kV 智能变电站的设计问题，并对其可靠性做出分析。 1 智能变电站概述 1.1 智能化变电站的定义智能化变电站是以先进、可靠、集成以及环保的智能设备为基础，可以实现全站信息的数字化、通信平台的网络化、信息共享的标准化，以及具备信息采集、测量、控制、保护、计量和检测等能力，并且可以完成电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策和协同互动等高级功能的变电站。 1.2 智能化变电站的结构智能化变电站主要由站控层、间隔层、过程层这三层组成。（1）站控层。站控层由站级监控系统、通信系统、站域控制以及对时系统等组成，可以实现的功能包括全站设备的监测控制、数据的采集和监控、电能量的采集、保护信息的管理控制等等。（2）间隔层。间隔层的设备组成主要是一些二次设备，其中有系统测控装置、继电保护装置以及监测功能组的主IED 等。间隔层使用一个间隔数据且再作用于该间隔的一次设备上，也就是实现传感器、控制器以及远方输入和输出之间的通信。（3）过程层。过程层的设备组成主要是一些一次设备及其所属的智能组件，其中有变压器、隔离开关、电流互感器、电压互感器以及断路器等；同时还有一些独立的智能电子装置，主要是电子式互感器和用于实现变压器和开关智能化的智能单元。 2 110kV 智能变电站的特点 2.1 通信标准化 IEC61850 标准是一项新的网络通信体系，它对自动化变电站系统的国际通信标准做出了定义，让变电站使用的不同厂商生产的设备之间可以自由的连接，使得设备之间能够实现相互操作以及全站的信息共享等功能。 2.2 状态可视化变电站智能化的实现，能够实现监测全站设备运行状态的功能，其过程是经过采集设备工作时非电气量参数，利用传感器技术、计算机技术以及网络通信技术等，在使用专家系统分析获取的各项特征参数，以便及时发现设备的运行故障或是预测潜在故障。设备状态监测作为设备状态检修的基础，与原始的设备计划检修模式，状态检修模式减少了很多的不必要检修和停电事故。由此变电站实现了智能化检修维护，在检修设备时更有针对性和合理性，降低了设备检修维护成本。 2.3 功能一体化（1）系统功能集中化：智能变电站在采集全景数据的基础上，可以实现系统的各项功能，例如防误操作功能、设备状态监测等。由于IEC61850 标准的推行，以及自动化装置和保护装置的相互融合，保护系统也逐渐实现了自动化管理。（2）设备功能集成化：由于数字化测量方式和网络化的控制方式带来的好处，大大简化了间隔层设备的采样模块和I/O接口模块，所以可以对其逻辑计算能力做进一步的强化，使得系统功能更加集成化，例如110kV 智能化变电站中使用的保护测控一体化装置。并且系统还能够把电能计量以及故障录波等功能也集成到间隔级中。 3 110kV 变电站智能化设计 3.1 一次设备的智能化（1）为应对实际需求，在110kV 智能化变电站的主变压器侧采用电子式传感器，该传感器主要传输光纤信号，它能把磁光玻璃和光纤以胶结方式连接起来，减短了维护周期，加强了闭环控制得精准性，增加了控制的动态特性。同时采用智能化断路器，以智能控制模式代替了原有机械式的开关和继电器，提高了系统运行的可靠性。一次侧其它设备可维持不变，不过一次接口要采用智能化终端，最终确保电力系统的安全稳定运行。（2）110kV 供电系统中采用中置式真空开关柜，此配电装置的出线保护测控装置分散布置在各自的开关柜上，所以，只要把一个智能终端配置于主变低压侧就可以满足系统要求，避免了每一个出线柜都配置智能终端的缺陷。 3.2 二次设备的网络化二次设备的网络化就是利用IEC61850 标准，并结合光纤等设备，使系统以分布式控制方式来代替总线控制方式，丰富了数据传输方式，使得信息更加标准化，确保了智能化变电站的全景式监控。下面讨论怎么从智能化变电站的站控层、间隔层以及过程层来实现网络化。（1）站控层设备的网络化。站控层设备管理的网络化是建立一个无人值守的站控监控室，结合变电站的智能化设备，实现智能控制和管理的目的。站控层设备为工作人员提供了友好的人机界面，以便控制管理间隔层和过程层的智能设备，同时实现设备功能。

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智能变电站辅助系统综合监控平台介绍 Prepared on 24 November 2020

智能变电站辅助系统综合监控平台一、系统概述智能变电站辅助系统综合监控平台以“智能感知和智能控制”为核心，通过各种物联网技术，对全站主要电气设备、关键设备安装地点以及周围环境进行全天候状态监视和智能控制，完成环境、视频、火灾消防、采暖通风、照明、SF6、安全防范、门禁、变压器、配电、UPS等子系统的数据采集和监控，实现集中管理和一体化集成联动，为变电站的安全生产提供可靠的保障，从而解决了变电站安全运营的“在控”、“可控”和“易控”等问题。二、系统组成（一）、系统架构（二）、系统网络拓扑

交换机服务器站端后台机网络视频服务器门禁摄像摄像头户外刀闸温蓄电池在线监测开关柜温度监测电缆沟/接头温度监测SF6监测空调仪表电压UPS 温湿度电流烟感电容器打火红外对射门磁非法入侵玻璃破碎电子围栏水浸空调风机灯光警笛警灯联动协议转换器协议转换器协议转换器消防系统安防系统其他子系统 TCP/IP 网络上级监控平台采集/控制主机智能变电站辅助系统综合监控平台将各种子系统通过以太网或 RS232/485接口进行连接，包括前端的摄像机、各种传感器、中心机房的存储设备、服务器等，并通过软件平台进行集成和集中监视控制，形成一套辅助系统综合监控平台。（三）、核心硬件设备：智能配电一体化监控装置 PDAS-100系列智能配电一体化监控装置，大批量应用在变电站、开闭所和基站，实践证明产品质量的可靠性，能够兼容并利用现有绝大部分设备，有效保护客户的已有投资。能够实现大部分的传感器解析和设备控制，以及设备内部的联动控制，脱机实现联动、报警以及记录等功能。工业级设计，通过EMC4级和国网指定结构检测。智能配电一体化监控装置是针对电力配电房的电缆温度以及母线温度无线检测，变压器运行情况以及油温检测、配电、环境、有害气体以及可燃气体

110kV智能变电站设计方案探讨

110kV智能变电站设计方案探讨发表时间：2018-10-22T16:22:18.940Z 来源：《科技研究》2018年8期作者：韩龙 [导读] (河北创绘工程设计有限公司河北省保定市 071000) 0引言：科技水平的不断进步，使人们对电力系统运行控制的安全可靠性需求越来越大。供电、用电的，作为决定了现代化经济建设的快速发展目标能否实现的关键因素。相关建设人员应加大智能变电站设计方案有效性的控制研究力度，进而满足各行各业发展对电力系统运行可靠性的需求。如此，在现代化经济建设背景下，各行各业的发展建设才不会受到变电站运行使用不稳定因素的影响，进而提升自身在市场环境中的核心竞争力。 1研究110kV智能变电站设计方案的现实意义智能变电站是指，采用集成、可靠、低碳以及环保的智能设备，来实现全站信息数字化、信息共享标准化以及通信平台网络化的目标。如此，智能变电站就能自动完成信息数据的采集、控制、测量以及保护等功能目标，进而为电网实时自动控制、智能调节以及在线分析决策提供支撑。然而，在实践过程中，智能变电站受所处市场环境材料设备复杂性影响，降低了变电站设计方案确定的科学合理性。为此，相关建设人员从实践角度出发，以110kV智能变电站的设计过程为例，即在明确其设计控制要点的情况下，对实践方案进行优化控制，进而满足智能变电站设计书使用的安全可靠要求。如此，智能变电站所处电力系统，就能满足所处地区环境对供电、用电稳定性的需求，进而服务于现代化经济建设的全面发展进程[1]。 2110kV智能变电站的设计要点 2.1一次设备选择一方面，对于110kV与主变各侧，应采用电子式互感器来实现光通信信号的输出目标。而其他智能变电站一次设备，仍可采用传统设备与智能终端，来作为一次设备的智能化接口，进而满足智能设备运行的使用功能要求。另一方面，对于110kV的配电装置，应采用中置式真空开关柜，并结合110kV各出线的保护测控装置来使其均匀地安设在各自的开关柜上。值得注意的是，除了主变低压侧需要配置一套智能终端外，其余出线柜无需配置智能终端。 2.2网络构架方案运用智能变电站设计人员应采用高速以太网组成，以将传输速率控制在100Mb/s以上。此时，站内所有设备应具备相应的通信接口，以支持IEC61850规约。此外，要想实现网络构建方案的逻辑功能，应该全站网络上，设置站控层、间隔层与过渡层。其中站控层的网络拓扑，应采用单行型结构来提高方案运用控制效果。对于过程层网络来说，因SV网与GOOSE网在物理上相互独立存在，所以，应采用星型拓扑结构。在实现的双重化的过程中，过程层网络应进行双重化配置，即通过满足继电保护点对点的直跳、直采要求，来落实继电保护双重化配置两个过程层网络的独立原则。在运用站控层网络进行方案设计时，应采用常规的工业级工作组网络交换设备，来实现站控层单以太网的控制目标。此过程，对于110kV的备自投网络，应采用常规工业级的工作组来进行网络设备的交换动作[2]。 3110kV智能变电站的设计方案实践分析以110kV内桥接线为例，作为一种常见的变电站主接线方式，其设计使用的优点在于，提升了变电站运行控制的安全可靠性。为实现其智能变电站的设计方案目标，采取了以下措施方法。 3.1站控层设计智能变电站设计人员应将全站信息进行统一建模，建立起信息统一的存储平台，进而为全站全景信息建立起一个统一的采集、处理、存储以及展示的平台。如此，就可为各种高级应用提供更为安全可靠的数据信息[3]。 3.2间隔层设计首先，由于110kV的电网大多采用辐射式供电方式，因此，进线侧通常不进行保护，仅配置一套内桥保护测控装置作用于内桥或是分段处。其次，主变保护测控配置方案的确定，变压器配置的双套主后备保护测控一体化装置，需将每套保护的主后备保护功能作为设计实现目标。具体来说。就是通过进行直接点对点采样变压器各测合并单元电压与电流信息的情况下，来实现变压器差动主保护与复压过流后备的保护目标。此外，还可通过GOOSE点对点接口把跳闸命令快速传递至主变各侧的智能终端。如此，终端就能完成对主变各侧断路器的跳合闸操作。对于变压器非电量保护的设计，应采用一套本体智能终端，即直接通过电缆跳闸使信息传送至过程层GOOSE网。再次，由于当前阶段光电式电能表未能通过国家相关管理部门的认证，因此，在计量方面仍差采用传统的计量系统配置。对于110kV 智能变电站线路来说，其采用的是电子式互感器配置常规计量互感器以及数字式电能表，来满足精度要求，进而实现单表配置目标。最后，110kV智能变电站的自投装置，应采用集中式的智能备投装置，即将控制网、相关智能操作箱以及线路测控保护装置等组成备自投网络，进而实现设计方案运用的备自投目标[4]。 3.3过程层设计对于智能终端主变智能终端配置方案的确定，主变高低两侧应配置双套智能终端以及单套主变本体智能终端。对于各个智能终端的配置，应与独立GOOSE接口，以点对点和对应的主变保护装置进行相连。此外，各智能终端还应配置一个独立的GOOSE接口，以分别接入过程层的GOOSE网络。如此，主变本体智能终端接入GOOSE A网后，就可用于非电量信号的采集操作。而且，主变本体智能终端也可与主变本体保护，采用电缆直接连接的方式来提高变电站运行控制的智能效果。对于其他装置智能终端的配置方案，110kV侧的智能终端应安装在GIS户外智能柜中。如此，110kV电压等级的智能终端，就可安装在本间隔的开关柜中。对于互感器的配置，应遵循兼顾技术原则，即将电子式互感器采用数字接口，以使测量值能够通过光纤接口输送至合并单元。如图1所示，为110kV互感器合并单元配置图。

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

智能变电站设计及研究

中文摘要变电站是电力系统中不可缺少的重要环节，它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。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，开展智能变电站的设计及研究具有重要意义。本设计主要研究内容如下：首先，阐述智能变电站的研究背景、基本概念及技术特征、研究现状，提出了智能化变电站主要支撑技术；其次，进行智能变电站技术特征及架构体系的研究，提出了智能变电站的主要技术原则及技术特征，并对三层两网结构的智能变电站的架构体系进行了详细的介绍，详细分析了过程层网络和站控层网络的结构；作为智能变电站的主要通讯手段，本文对智能变电站的IEC61850通讯标准进行了详细的介绍。在介绍智能变电站的主要支撑技术、技术原则、技术特征及通讯标准后，对智能变电站的高压设备技术特征、组成架构进行了介绍，并对智能变压器、智能开关设备进行了初步设计。最后，基于上述的工作，对智能变电站二次设备与监控系统进行进一步的研究，给出了智能变电站站控层设备集成优化设计方案及完成了智能变电站在线监测系统多层分布结构设计。并以220kV、110kV电压等级为例，给出了220kV电压等级智能变电站通用设计三层两网设计方案及110kV电压等级智能变电站通用设计三层两网设计方案。关键词智能变电站，架构体系，三层两网，IEC61850，在线监测系统 Abstract Substation is an important part of the power system, it is responsible for the heavy tasks of power conversion and power redistribution, and plays an important role in the safety and economic operation of power grid. Substation, as the information source and executive terminal of power transmission and distribution system, requires more and more information and integrated control. Therefore, the current substation urgently needs a simple and intelligent system to realize information sharing, so as to reduce investment and improve operation and maintenance efficiency. These requirements of operation and management make the Smart Substation become a new direction of substation automation system. With

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/9411895811.html,/kcms/detail/11.2107.TM.20160106.1647.004.html

探究智能变电站的智能监测系统

探究智能变电站的智能监测系统发表时间：2016-03-22T16:02:44.330Z 来源：《基层建设》2015年26期供稿作者：苏峰 [导读] 国电南京自动化股份有限公司目前，我国正在大力发展智能电网技术，其中智能变电站的建设是智能电网建设不可缺少的重要环节。国电南京自动化股份有限公司 211100 摘要：目前，我国正在大力发展智能电网技术，其中智能变电站的建设是智能电网建设不可缺少的重要环节。在智能变电站监测系统的建设中，在线智能监测系统把各种监测设备联系到一起，对电网的安全建设与正常运行起着重要作用。本文主要通过对变电站的前端信号采集与处理系统，网络传输系统和监控中心系统等三部分的介绍，阐明了智能变电站的工作方式是先信号采集与处理再信号传输到最后的监测与控制。然后分析了其系统的相容性。关键词：智能变电站；输变电设备；智能监测系统引言近年来，随着自动化技术的发展，智能监控技术正逐步渗透到各个岗位。智能变电站作为电网的重要组成部分，其智能化的建设实现将对建设整个电网智能化起到关键作用。而保证智能化变电站智能化目标实现的关键因素就是智能监控系统。通过智能监控系统，可以直观、及时的了解和掌握各变电站安全情况，并对于发生的紧急情况作出应急处理方案。因此，通过对智能化变电站智能监控系统的探讨对整个电网来说具有积极意义。 1 智能变电站智能监测系统的定义所谓智能化变电站，主要是对变电站的智能化一次设备（电子式互感器、智能化开关等）和网络化二次设备分层（过程层、间隔层、站控层）的构建，实现24小时自动监控，减少值班人员的运行监盘。而智能监测系统则是通过网络化、信息数字化、共享标准化等方法，以先进、集成、可靠的智能化设备为主要平台完成实时监测设备状态、评估检修周期、自动控制电网、在线分析决策、智能调节调度等功能。使得电站运行变得更加安全、稳定。最终实现经济效益最大化的目的。 2 系统总体设计 2.1 智能监测系统结构整个智能变电站在线智能监测系统可分成三个部分：前端系统、网络传输系统和监控中心系统。前端系统是指智能变电站在线监测系统对监控区域的图像采集和处理。工作过程是将前端摄像头采集到的信号经由模拟线缆接入到视频编码服务器中，再由视频编码服务器对相应的模拟信号进行编码和压缩，最后通过网络传输系统将压缩后的信号传往监控中心。变电站智能在线监测系统的系统结构图如图所示。 2.2 系统工作原理智能变电在线智能监测系统就是把现场采集到的信号从变电站的现场采集摄像机中提取出来，再经由数据传输系统将其传输到监控中心的服务器上，也就是一个下行数据传输的过程。首先是把摄像机采集到的信号输入到各自的视频编码服务器中，然后这个服务器会对视频进行处理，先将这个信号清晰化，然后将其压缩，再把处理压缩后的信号发送到数据传输网络中，并通过数据传输网络把信号传输到监控中心。最后在监控中心的数据接收端收集来自前端的数据信息，由终端监控计算机对这些信号进行处理并进行解压缩，再通过计算机的图像电视显示墙以及声卡进行情景回放。 3 系统分部结构设计 3.1 前端子系统变电站的监控范围称作前端现场，它主要由现场信号采集摄像机、云台和网络视频编码器三个部分组成。主要把现场摄像机采集到的模拟信号发送到视频编码服务器中，在这里视频信号会被压缩并编码成数字信号流。当变电站智能在线监测系统的监控管理中心需要查看相应的监控区域时，监控中心就会通过监控主机发出控制信号调用相应的摄像机，对前段摄像机进行控制。 3.2 网络传输系统光同步数字传输网络是把不同类型的网元设备通过光缆路线组成的，这些不同类型的网元设备可以实现光同步数字传输网络的同步复用、交叉连接和网络故障自检、自愈等功能。交叉连接系统以灵活的分插任意支路信号，因此它可以用在光同步数字传输网络中点对点的传输，也可以在环形网和链状网的传输中应用。由于光信号在传输过程中会随传输距离的增加而产生衰耗，再生器的功能就是对光信号进行放大、整形处理，主要用于光信号的长距离传输中。当 SDH 传输网络在传输过程中某一传输通道出现故障时，数字交叉连接系统可以对复接段的通道进行保护，把这一信号接入保护通道中。 3.3 监控中心系统变电站智能在线监测系统的监控中心系统主要是由图像监控服务器，监控管理系统和监控客户终端三部分组成的。由监控中心负责对远端和近端的现场监测设备进行统一管理，并且在管理中要对应好变电站的主控计算机，以便当相应的解码设备对相应的图像信息解码后，把还原后的信号发送到主控计算机中。最后在主控计算机上会显示相应的图像，并记录下变电站智能在线监测系统的的各设备、仪器仪表的使用情况和对应的状态，与此同时在监控中心外配置的大屏幕上可以对屏幕进行显示。变电站智能在线监测系统的控制中心可以对监控现场摄像机进行随意切换和控制。 4 系统相容性智能变电站在线监测系统在智能监测的过程中不仅要做好监控工作，还要兼顾站内各系统相互间的关系，以防对监测结果产生影响。继电保护系统作为电网安全稳定工作的最后保护关口，它的安全性和可靠性都是最高的，这些特点也对自身有很高的要求，其中最基本的一点就是要保证系统的独立性。在变电站智能在线监测系统出现前电能量采集系统一般是通过拨号的方法向各监测部门发送相应的电量信息，这种方式比较落后。但是随着网络技术飞速发展和控制中心监控系统的改进，电量信息的网络传输也具有了另一种快速、方便的

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

国内智能变电站研究现状

国内智能变电站研究现状国家电网公司和南方电网公司组织中国电力科学研究院和国内的各大电力设备制造厂商从2001年开始关注AEC 61850系列标准，并开始对该标准进行翻译，目前已经发布和出版了IEC 6185o系列标准的正式版，并组织了6次互操作实验，国内较有影响力的电力自动化设备供应商积极响应并参与了互操作性试验。为有效推进智能变电站建设的规范化，国家电网公司在近年近百个各种类型数字化变电站项目实施经验的基础上，组织下系列标准和规范的讨论，并由智能电网部牵头编写了e／GDw 383－2009《智能变电站技术导则》、e／GDwZ410下2010《高压设备智能化技术导则》、《智能变电站设计规范》、O／GDw441－2010《智能变电站继电保护技术规范》、《智能电网试点项目评价指标体系与评价方法研究》等。这些标准和技术规范的出台，为智能变电站的实施试点项目提供了规范化的依据。 1．实际工程应用 2007年5月，河南首个智能变电站——洛阳金谷园110kv变电站正式投入运行。该站基于“网络化二次系统”概念，采用vLAN技术将局域网内的设备按网络化保护和控制功能逻辑划分成若干个网段，保证了控制的实时性，实现了网络的安全隔离；在间隔层采用了GOOSE网络传输技术，实现了数字化变电站三层结构的一体化应用；利用GOOSE网络实现了设备跳合闸命令传输、智能操作，实现了变电站过程层、间隔层、站控层一体化的五防操作逻辑闭锁功能；利用网络化实现了母线保护、备自投、低频低压减载功能；采用基于SNMP协议的网络在线监视与诊断服务技术，实时监视各网络节点的工作情况，实现了变电站二次设备的网络可视化监控。特别是在“网络化二次系统”及“网络化保护”方面处于国际领先水平。河南金谷园110kⅤ变电站智能化改造成功，标志真正意义上的智能变电站投人运行，也为智能电网的建设打下了良好的基础工作。