新一代智能变电站概念设计
智能变电站设计的探讨
智能变电站设计的探讨【摘要】下文主要结合笔者多年的工作实践经验，解析了智能变电站自动化系统的构架，提出了区别于传统变电站的主要技术，以及这些技术在 220kv 云会变的具体应用。
然后，介绍了 220kv 云会变的主要技术特点。
仅供同行参阅。
【关键词】构架；技术及特点；智能终端；合并单元引言伴随着我国现代化经济与科技的不断发展与进步，我国的电网规模也在逐步的扩大，信息化程度的不断提高，国家电网公司提出了“坚强智能电网”的概念，因此，建立智能化变电站势在必行。
智能变电站以数字化变电站为依托，通过采用先进的传感器、电子、信息、通信、控制、智能分析软件等技术，建立全站所有信息采集、传输、分析、处理的数字化统一应用平台，实现变电站自动运行控制，设备状态检修、运行状态自适应、分布协调控制、智能分析决策等高级应用功能，提高管理和运行水平。
1、智能变电站自动化系统的构架智能变电站是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、综合信息分析与智能告警、运行管理和辅助应用等功能。
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。
智能变电站一体化监控系统由站控层、间隔层、过程层设备，以及网络和安全防护设备组成。
设备之间联系均采用iec61850标准协议进行通信。
站控层设备包括括监控主机、数据通信网关机、数据服务器、综合应用服务器、操作员站、工程师工作站、pmu数据集中器和计划管理终端等；提供站内运行的人机联系界面，实现变电站的监测控制、报警、操作闭锁、记录和自诊断功能、继电保护定值正定、故障分析及变电站远方控制等。
间隔层设备包括继电保护装置、测控装置、故障录波装置、网络记录分析仪及稳控装置等；在站控层及网络失效的情况下，仍能独立完成间隔层设备的就地监控功能。
过程层设备包括合并单元、智能终端、智能组件等；完成与一次设备相关的功能，包括实时运行电气量的采集、设备运行状态的监测、控制命令的执行等。
智能变电站简介
Ethernet Modbus or Canbus
1# 直 流 屏
总监控
(服务器)
1# 交 流 屏
1# Ups (Inv) 屏
1# 通 讯 屏
0# 直 流 屏
2# 直 流 屏
2# 通 讯 屏
2# Ups (Inv) 屏
2# 交 流 屏
1# 分 电 屏
2# 分 电 屏
3# 分 电 屏
1# 分 电 屏
2# 分 电 屏
3# 分 电 屏
2.1 一体化电源的特点
1 2 3
各种操作电源高度整合，集中监控； 统一用DL/T860标准接入自动化系统；
全部馈出开关均采用模块化设计； 远程可操作系统中任一个可操控部件；
4
3 IEC 61850标准
IEC 61850标准的内容框架 信息模型
物理设备 逻辑设备 5 逻辑节点 数据对象 数据属性 建模方法 7-1 7-4
4 IEC 61850标准
IEC 61850模型扩展原则
LN、DO和CDC都可以扩展 扩展应遵循国网公司标准 《IEC61850国际标准工程化实施技术规范》
逻辑设备 LD 物理设备 PHD
《IEC61850工程应用模型》
模板
逻辑节点类 LN
数据对象类 DO 公共数据类 CDC 数据属性 DA
IEC 61850模型体系结构
LN
LD PHD
接地距离I段：PDIS1 接地距离II段：PDIS2 接地距离III段：PDIS3
逻辑设备 公用/保护/测量/控制/录波 物理设备 实际的保护装置
分层模型
4 IEC 61850标准
IEC 61850的模型框架
公共LD：装置告警/装置自检信息 保护LD：保护启动/保护动作/定值/压板信息 测量LD：交流量/直流量 控制及开入LD：断路器/刀闸/变压器分接头 录波LD：录波信息
新一代智能变电站整体设计理念
新一代智能变电站整体设计理念
冯 潇 张 亚娟 （ 航天长征化学工程股份有限公司兰州分公 司， 甘肃兰州 ７ ３ ０ ０ １ ０ ） 【 摘 要】智 能变 电站作 为智 能电 网的基础 及 支撑 ， 是 智能 电 网采 集运 行数据 的 源头及 执行命令 的一 个单元， 是建设 电 网的 重要 内容之 一 。 智 能 电网的发展 方 向的转 变、 运行及 管理 方式 的创新 以及科技 的进 步都 对智 能变 电站 发展提 出 了更 高的要 求 。 该文 主要 对新 一代 智能 变电站设 计理 念 以及智能变电站关键设备及技术进行研究， 并预测 了未来智能变电站的发展趋势。 【 关键 词 】 智 能 变电站 设计 技 术 理 念
行 优化 ， 适 当地降低互感器 的数量 ， 对一次设 备进 行合理的位置安 稳定性、 可靠性较常规互感器低 。
排， 节约变 电站设备 及基 建的费用 ； 将一次设备与传感器进行整体 因电子式互感器的研 发、 制造 、 应用仍处于初 步阶段 ， 在选型配 安装调试 、 运行维护方面 ， 还需完善 ， 尤其在可靠性 、 稳定 化设计 ， 在电子互感器稳定成熟后 ， 可以集成于一次设备 当中， 从而 置规范化 、 性等产 品制造方面还存在一些问题 ， 通过优化设计 、 提高质量 、 严格 进 一 步 地 增 加 设 备 的集 成 度 ， 使 设 备 所 占体积 减少 ； 利用 好 一 次 设 备空余 的面积 ， 将有 关二 次设备放在一次设备的附近进 行就地摆放 测试 、 规范标准等手段 ， 电子式互感器应用有更广阔的前景 。 和安装 ， 与此同时， 采取新型安装机械设备及检修装置 ， 便于恶劣气 候条件 检修及维护 ； 减少二次设备屏柜 的数量 ， 从而节省建筑面积。 １ ． ３支撑 调控 一 体 ２ ． ２智 能终 端 智 能终端从功能 角度 是一种继 电保 护装置 ， 也是一种执行元
智能变电站原理及测试技术
智能变电站原理及测试技术摘要：随着网络技术、传感器技术、信息技术的发展，传统的变电站向智能变电站的转变逐渐成为现实。
目前国内已经有陆续的各电压等级的智能变电站投入运行，智能变电站的建成投运，可大幅提升设备智能化水平和设备运行可靠性，实现无人值班和设备操作的自动化，提高资源使用和生产管理效率，使运行更加经济、节能和环保。
本文将介绍智能变电站的基本概念、特点及测试技术。
关键词：智能变电站；原理；测试1、智能变电站的基本概念智能变电站是以数字化变电站为依托，通过采用先进的传感、信息、通信、控制、人工智能等技术，建立全站所有信息采集、传输、分析、处理的数字化统一应用平台，实现变电站的信息化、自动化、互动化。
它以全站信息数字化、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，实现与相邻变电站、电网调度等互动的变电站。
智能变电站可通俗理解为数字化变电站、智能状态监测、一体化的建模及通信技术（IEC61850），实现变电站的信息化、自动化、互动化。
传统的变电站基本各个子系统是一个信息的孤岛，相互之间并没有充分的联系，但随着各种先进技术的发展及 IEC61850统一规约的应用，将各种应用以统一的规约通信方式交互到统一的信息平台，实现信息资源的共享。
因此智能变电站包括了统一的信息平台，统一的传输规约，将一、二次状态信息统一应用到一体化的信息平台中去，实现变电站的信息化、自动化、互动化。
2、智能变电站的特点作为智能电网的一个重要节点，智能变电站是指以变电站一、二次设备为数字化对象，以高速网络通信平台为基础，通过对数字化信息进行标准化，实现站内外信息共享和互操作，实现测量监视、控制保护、信息管理、智能状态监测等功能的变电站。
智能变电站具有“一次设备智能化、全站信息数字化、信息共享标准化、高级应用互动化”等重要特征。
智能变电站典型设计方案
智能变电站典型设计方案一、智能变电站的架构智能变电站的架构通常分为三层：过程层、间隔层和站控层。
过程层主要由智能传感器、智能执行器等设备组成，负责实现电力一次设备的智能化监测和控制，如电流互感器、电压互感器、断路器等。
这些智能设备能够实时采集电气量和状态信息，并将其转化为数字信号，通过网络传输给间隔层和站控层。
间隔层包含继电保护装置、测控装置等二次设备，主要负责对本间隔内的一次设备进行保护、控制和监测。
间隔层设备接收来自过程层的信息，并根据预设的逻辑和算法进行处理，实现对一次设备的保护和控制功能。
站控层则包括监控主机、远动通信装置等，是变电站的控制中心，负责对整个变电站进行运行监视、操作控制和信息管理。
站控层通过通信网络与间隔层和过程层进行数据交互，实现对变电站的全面管理和控制。
二、设备选型1、智能变压器智能变压器是智能变电站的核心设备之一，它采用了先进的传感器技术和智能控制技术，能够实时监测变压器的油温、油位、绕组温度、铁芯接地电流等运行参数，并具备自动调压、冷却控制等功能。
此外，智能变压器还具备故障诊断和预测功能，能够提前发现潜在的故障隐患，提高变压器的运行可靠性。
2、智能断路器智能断路器采用了新型的操动机构和传感器技术，能够实现断路器的智能操作和状态监测。
它可以实时监测断路器的分合闸状态、行程、速度、操作次数等参数，并具备在线监测断路器的绝缘性能、机械性能等功能。
智能断路器还具备远程控制和智能保护功能，能够根据电网的运行状态快速准确地动作，保障电网的安全稳定运行。
3、智能开关柜智能开关柜集成了多种智能化功能，如开关柜状态监测、智能控制、故障诊断等。
它可以实时监测开关柜内的温度、湿度、电压、电流等参数，并对开关柜的操作进行智能控制和管理。
智能开关柜还具备故障预警和诊断功能，能够及时发现开关柜内的潜在故障，提高开关柜的运行可靠性。
三、通信系统智能变电站的通信系统是实现智能化功能的关键，它采用了基于以太网的通信技术，如 IEC 61850 标准。
智慧变电站：新一代智能变电站的概念及建设目标阐述
智慧变电站新一代智能变电站的概念及建设目标阐述导读智能变电站是建设智能电网的关键环节和重要内容，一次设备的智能化是智能变电站与传统变电站的重要区别，研究智能变电站一次设备智能化技术具有重要的意义和价值。
智能变电站是建设智能电网的关键环节和重要内容，一次设备的智能化是智能变电站与传统变电站的重要区别，研究智能变电站一次设备智能化技术具有重要的意义和价值。
出了智能变电站一次设备智能化的相关建议。
智能电网是构建全球互联、高度智能、清洁环保、高效利用、友好互动的全球能源互联网的重要支撑，是承载和推动新一轮能源革命的基础平台。
发展智能电网有利于清洁可再生能源的开发利用、资源的最优配置、雾霾的治理以及电动汽车等新型高科技产业的快速发展，发展智能电网已成为我国能源发展的战略目标。
未来的智能电网将采用先进的材料技术、可再生能源发电技术、传感技术、通信技术、超导技术、储能技术、先进控制理论，使得能源开发更清洁，利用更高效，配置更优化，碳排放量更低。
未来的智能电网将实现微电网与特高压骨干电网协同发展，电网与用户友好互动，从而更好的服务于国民经济的发展。
“绿色供电、智慧用电”是智能电网内涵的深刻体现。
智能变电站是坚强智能电网的基石和重要支撑，而一次设备的智能化是智能变电站建设的关键环节。
1.智能变电站概念及其建设目标智能变电站采用先进、环保、集成、可靠、低碳的智能设备，能够自动完成信息采集、测量、计量、保护、在线监测、自诊断等基本功能，支持电网实时智能调节、自动控制、协同互动、在线分析决策等功能[1-4]。
新一代智能变电站技术是在传统变电站技术基础上的不断创新和变革，其不断融合先进、前瞻的新技术，运行经济环保，设备先进适用可靠，使电网运行更安全稳定。
新一代智能变电站为集自我保护、控制和管理功能于一体的高度智能体，具备智能化、协同互动、即插即用和集成化等技术特征。
新一代智能变电站建设的目标：采用先进的技术手段将站内的高压一次设备高度集成、二次设备高度集成、设备与建筑物高度集成，高度集成设备的设计、制造、调试均在工厂内一体化完成，设备技术先进可靠；新一代智能变电站功能齐全、智能化程度高、调试及维护灵活方便、运行稳定可靠；装配式建设、标准化设计、工厂化加工是新一代智能变电站设备模块化的主要体现；新一代智能变电站内部之间及其与站外的通信准确可靠，结构布局合理，尽可能地节约土地、能源、水、材料等资源，有效减少环境污染和生态破坏；新一代智能变电站具有效率最大化、维护量最小化、资源节约化、环境友好化、信息资源最优化的优势；新一代智能变电站支持与多级调控中心的信息传输。
智能变电站结构
02
CATALOGUE
一次设备与二次设备
一次设备分类与特点
变压器
将电能从高电压转换 为低电压，或从低电 压转换为高电压。
ห้องสมุดไป่ตู้
断路器
用于控制和保护电路 ，在故障时能够切断 电流。
隔离开关
用于隔离电路，保证 安全。
电流互感器
将大电流转换为小电 流，便于测量和保护 。
电压互感器
将高电压转换为低电 压，便于测量和保护 。
05
CATALOGUE
运行维护与故障处理
运行维护流程与注意事项
定期巡检
对变电站的设备、线路、仪表等进行 定期巡检，确保设备正常运行。
设备检查
对关键设备进行定期检查，包括变压 器、断路器、隔离开关等，确保设备 无异常。
维护保养
对变电站的设备进行定期维护保养， 包括清洁、润滑、紧固等，确保设备 性能良好。
06
CATALOGUE
未来发展趋势与挑战应对
技术创新方向预测
01
02
03
数字化技术
利用先进的数字化技术， 实现智能变电站的全面数 字化，提高数据传输和处 理效率。
智能化技术
引入人工智能、机器学习 等技术，提高智能变电站 的智能化水平，实现故障 预测和自适应控制。
物联网技术
借助物联网技术，实现智 能变电站与外部系统的互 联互通，提高协同处理能 力。
特点
智能变电站具有高度自动化、智能化、网络化等特点，能够实现全站信息的数字化采集、传输和处理，提高电网 运行的安全性和经济性。
发展历程与趋势
发展历程
智能变电站的发展经历了多个阶段， 从最初的数字化变电站到现在的智能 变电站，其技术不断升级和完善。
智能电网中的智能变电站系统设计
智能电网中的智能变电站系统设计一、引言随着电力行业的快速发展，智能电网概念也在不断深化，其中智能变电站是实现智能电网重要组成部分之一。
智能变电站的系统设计是当前电力行业必须面对的重要挑战之一。
本文从智能变电站的概念入手，阐述了智能电网中的智能变电站系统设计方案，并探讨了未来智能电网的发展趋势。
二、智能变电站概念智能变电站可简单理解为由智能设备和控制系统组成的变电站。
以往的传统变电站，其主要功能是将输电输送回来的高压电流降压为低压，使其分布到各个行业和家庭，为社会提供电力服务。
而智能变电站则不仅仅是简单的压缩升压设备，它应该拥有故障监测和自动维护能力，从而实现对高压电力传输的更加安全和可控。
智能变电站包含多种新技术，其中包括数字化、网络化、自动化、智能化和信息化等，这些技术将为电力行业提供更好的服务和保障服务。
三、智能变电站中的主要设备智能变电站由多个关键设备组成，其核心设备包括变压器、回路断路器、避雷器、反接保护器和继电器等。
其中关键设备的设计应突出以下几点内容：1、数字化设计智能变电站应该采用数字化设计，整个系统的数据和操作都可以通过终端和中心控制台进行控制和监控。
这能更方便用户进行操作和管理，并且还能有效减少停电时长。
2、网络化设计智能变电站采用网络化设计，其设备连接上公共网络，可以进行即时传送实时数据。
这样，用户就可以进行真实的监控和故障排除，并且还能进行自动化的数据分析和诊断，大大提高了设备的故障判别和检修效率。
3、自动化控制智能变电站的主要控制系统应该采用自动化控制设计，其中包含多种智能控制和操作技术。
自动化控制能提高系统控制的精度和效率，减少人为干扰和误操作的发生。
4、智能保护智能变电站应该采用智能保护技术，主要有拒动保护、旁路保护、过电流保护、零序保护、不平衡保护等。
智能保护可以快速识别设备故障，避免设备损坏，提高设备的可靠性和稳定性。
四、智能变电站的功能智能变电站的主要功能包括远程监控、报警、故障检测和自动维护等。
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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
管是在设备的原则上，还是相关技术的应用上都要做到合理使用，并且要结合实际的情况及时的做出调整，选择合理的用地，节约成本，在实践当中总结经验，促进设备技术的改进创新，促进新一代智能变电站的建设发展，促进智能电网的进一步发展。
参考文献：
[1]宋旋坤，李敬如，肖智宏，等新一代智能变电站整体设计方案[J]，电力建设，2012，33（11）：1-6
[2]易永辉，王雷涛，陶永健等．智能变电站过程层应用技术研究[J]．电力系统保护与控制，2010，38(21)：1-5．
[3]王冬青，李刚，曹楠智能变电站保护功能自动校验研究[J].电网技术，2012，36（1）：7-11
作者简介：代春凤（1981-05），女，蒙古族，籍贯：新疆奎屯，当前职务：经研所（设计中心）主设，当前职称：工程师，学历：大学本科，研究方向：智能变电站。