智能电网与数字化变电站
智能电网
1、美国IBM提出“智能电网”解决方案 2、奥巴马上任后的能源计划 3、中国能源专家武建东提出的“互动电网”
IBM的智能电网主要是解决电网安全运行、提高可靠性的问题，解 决方案主要包括以下几个方面：
1、通过传感器连接资产和设备提高数字化程度； 2、数据的整合体系和数据的收集体系； 3、进行分析的能力，即依据已经掌握的数据进行相关分析，以优化运 行和管理。 该方案提供了一个大的框架，通过对电力生产、输送、零售的各个
登录历史数据库；
●按既定规约将有关数据信息送向调度或控制中心； ●接收调度或控制中心有关控制命令并转给间隔层、过程层执行；具有在线
可编程的全站操作闭锁控制功能；
●具有站内当地监控，人机联系功能，如显示：操作、打印、报警、图像、
声音等多媒体功能；
●具有对间隔层、过程层设备的在线维护、在线组态、在线修改参数的功
Interactive Smart Grid，互动电网定义为：
●开放和互联的信息模式基础上 ●加载系统数字设备和升级电网网络管理系统 ●实现发电输电、供电、用电、客户售电、电网分级调度、综合服
务等电力产业全流程的智能化、信息化、分级化互动管理
●集合了产业革命、技术革命和管理革命
●实现电力数据读取的实时、高速、双向的总体效果 ●实现电力、电讯、电视、智能家电控制和电池集成充电
数字化变电站是由智能化一次设备和网络化二次设备分层构 建，建立在IEC61850通信规范基础之上，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。
四大要素：
1、电子式互感器
3、网络化二次设备
2、智能化开关设备
4、IEC61850应用
与传统变电站的概要比较
1、数字化变电站的技术特征
智能化全数字化变电站调试浅析
随着 电力 科 学技 术 的发 展 ，人们 不再 只满 足
使得 变 电站 的建 设 可配 置 ，从而 使 变 电站 的建设 再次 从 大量 的体 力 劳动转 移 到信 息化 建设 上 。基 于模 型 配置 的数 字 化变 电站 的建 设使 得 装置 之 间
的互操 作变 得更 加 灵活 简单 ，使 得 变 电站 的建设
次进行 ， 转换为光信号后经过光缆传给二次 ， 使得
ｉｔｌ ｅｔｃ ｃ ｉｂｅｋｒａｄ ｏｔ ａ ｉｓｕ ｅ ｔ ｒ ｓ ｒ ｅ，ｓｂｔｔｎ ａｔ ｔ ｎ ｔ ｈ ｏ ｇ ｓａｏｔｔ ｅｔ ｅ ｉｔ ｎ ｌｇｎ ｉ ｕｔ ｒ ｅ ｎ ｐｉ ｌ ｎｔ ｍ ｎ ａ ｆ ｍ ｒ ｕ ｓ ｉ ｕ ｍａｏ ｅ ｎ ｌ ｙ ｉ ｂｕ ｏ ｎｅ ａｎｗ ｄｇ ￣ ｅｉ ｒ ａ ｃ ｒ ｔｎ ｏ ａｏ ｏ ｉ ｃ ｏ ｒ ｉ
电站 ” 概念 的提 出 。 “ 能化 ” 这个 词 已经 写入 我 国 ２ １ 两会 智 ０ ０年 政 府工 作报 告 中 ，在报 告 中 已经 明确要 加强 智 能
用 数字 模 型取代 了传 统 的开人 、 出 ， 有 配置 好 开 所 的信息 （ 跳 闸 、 锁 、 如 互 断路 器 状态 ） 在一个 简 单 能 的 网络 上传 输 ， 智能 电子 设 备 （Ｅ 之 间通信 数 据 ＩＤ）
（ 安徽送变 电工程公 司， 安徽 合肥 ２０ ０ ） ３ ６ １
摘要 ： 变电站 自动化领域 中， 在 由于智能化 电气设备的发展 ， 特别是智能化断路 器、 电式互感器等机 电一体化 设备的 出 光
电网的智能电网与数字化转型
电网的智能电网与数字化转型智能电网是指电网系统通过集成先进的通信、计算和控制技术，实现电力系统的自动化、智能化和高效运行的电力系统。
数字化转型是指将传统的电力系统转变为数字化的网络，使其具备智能自动化、网络化和信息化的能力。
智能电网与数字化转型是当前电力行业的重要趋势和发展方向。
一、智能电网的特点与优势智能电网的特点是多能互补、可控可调、互联互通、高可靠、高安全、高经济、高环保。
它可以有效地整合不同能源的供应和需求，优化电网的运行和管理，提高电网的可用性和可靠性，降低电能损耗和能源消耗，减少对环境的影响。
在智能电网中，通过智能计量、智能感知、智能监控、智能控制等技术手段，可以实现对电网各节点的实时监测和控制，实现电力系统的智能化管理。
同时，智能电网还可以与用户侧的能源设备和终端设备实现互联互通，实现与用户的双向交互。
二、数字化转型的重要性与必要性数字化转型是指将电力系统的各个环节以及与其相关的信息系统进行数字化改造和升级，提高信息的采集、传输、分析和应用能力。
数字化转型是实现智能电网的关键一步，是推动电力行业向高效能源生产、电力供应和能源消费方向转变的重要手段。
数字化转型可以实现电力系统各个环节的数字化管理，提高运行效率和能源利用率。
通过数字化技术的应用，可以实现对电力系统的设备和设施进行实时监测和远程控制，提高运行的可靠性和安全性。
同时，数字化转型还可以实现电力系统与用户侧的信息互通，提供更加便捷、高效的电力服务。
三、智能电网与数字化转型的关系与相互影响智能电网和数字化转型是紧密联系的，两者之间相互促进和相互依赖。
智能电网的建设需要数字化转型为支撑，而数字化转型的实施也离不开智能电网的运行和管理。
智能电网的建设需要数字化转型为支撑。
只有通过数字化技术的应用，才能实现对电力系统各个环节的精细化管理和高效运行。
数字化转型可以提供强大的信息支持和技术保障，为智能电网的建设提供必要的条件和平台。
数字化转型的实施也离不开智能电网的运行和管理。
智能电网及智能变电站
智能电网及智能变电站在当今科技飞速发展的时代，能源领域也迎来了重大变革，智能电网和智能变电站作为其中的关键组成部分，正逐渐改变着我们的用电方式和电力系统的运行模式。
智能电网，简单来说，就是将传统电网与现代信息技术、通信技术、传感器技术等深度融合，形成一个更加高效、可靠、灵活和智能化的电力网络。
它就像是电力系统的“智慧大脑”，能够实时感知电力的供需情况、优化电力的分配和传输，并及时发现和解决可能出现的故障和问题。
与传统电网相比，智能电网具有诸多显著优势。
首先，它的供电可靠性大大提高。
通过实时监测和智能控制，能够迅速应对各种突发情况，减少停电时间和频率，让我们的生活和工作不受电力中断的困扰。
其次，智能电网能够实现能源的高效利用。
它可以根据不同地区、不同时间段的用电需求，精准地调配电力资源，避免了能源的浪费。
再者，智能电网对于可再生能源的接入和消纳能力更强。
随着太阳能、风能等清洁能源的快速发展，智能电网能够更好地整合这些不稳定的能源，使其顺利并入电网，为推动能源转型和可持续发展提供有力支撑。
而智能变电站，则是智能电网中的重要节点。
它是连接发电厂和用户的关键枢纽，承担着电压变换、电能分配和电力传输等重要任务。
智能变电站采用了一系列先进的技术和设备。
比如，智能化的一次设备，如智能变压器、智能断路器等，这些设备能够实时监测自身的运行状态，并将数据上传至控制系统，实现了设备的自诊断和自维护。
还有先进的传感器和监测系统，能够对变电站内的各种电气量、非电气量进行精确测量和监测，为运行人员提供了丰富的信息，帮助他们更好地了解变电站的运行情况。
在通信方面，智能变电站采用了高速、可靠的通信网络，确保了各种数据的及时传输和共享。
通过标准化的通信协议，不同厂家的设备能够实现互联互通，提高了系统的兼容性和扩展性。
智能变电站的控制系统也更加智能化。
它能够对收集到的数据进行分析和处理，自动生成控制策略，实现变电站的自动化运行。
例如，在电力负荷高峰期，控制系统可以自动调整变压器的档位，保证电压的稳定；当发现设备故障时，能够快速隔离故障点，恢复正常供电。
智能化变电站和数字化变电站的分析
压设 备 和智 能组 件 之 间 通 过 传 感 器 和 控 制 单 元 连
接。三者之间可比作为高压设备本体为 “ 身体 ” ， 智
能组 件 为“ 大脑 ”， 传感 器 和控 制 单 元 是 “ 神经” ， 三
者组 成 高压智 能设 备 。 智 能组件 的核 心功 能是 对宿 主状态 进行 就地 实 时 检测 和诊 断 ， 以智 能 电 网相 关 系 统 可识 别 的状 态
线 圈 电流波形 、 分 合 闸时间 、 速度 特性 等 。
１ ． ３ ． ２ 基于 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０的 自动化 系统
变 电站 二 次 系 统 主要 包 含 ： 用 于 电 网故 障 快 速
跳 闸的 继 电保 护 系 统 ； 用 于 电 网正 常 运 行 信 息 传输 和操 作控 制 的测控／ 远动 ， 即“ 四遥 ” ； 用 于 电 网事 故 分析 的故 障 录波／ 故 障 测距 及 近年 来 故 障 信 息 系 统 （ 又 称为 保 护 子 站 系 统 ） ； 用于电费计量、 经 济结 算 的计 量 系统等 。
１ 智 能 化 变 电 站概 述
１ ． １ 智 能化 变 电站一 次设 备
１ ． １ ． ２ 主 接 线
描述 言语 广播设 备 的状 态 ， 智 能 组 件 可实 现 与 宿 主 设备 相 关 的 测 量 、 控制、 检测、 计量、 保 护 的 融 合设
计， 为 电 网的优化 运行 提供支 撑 。 为 了 实现 实 时 对设 备 进行 检 测 ， 断 路 器 和变 压 器 的状 态实 时检测 成 为智 能化变 电站 的关键 点 。变
“ 全站、 唯一 、 同步 、 标 准” 的特 征 ， 主要 体 现 在 以 下
数字化变电站与智能电网PPT课件
1.2 网络化的二次设备
变电站内常规的二次设备全部基于标准化、 模块化的微处理机设计制造，设备之间的连接全部 采用高速的网络通讯。
二次设备不再出现常规功能装置重复的I/O现 场接口，通过网络实现数据共享，资源共享，常规 的功能在这里变成了逻辑的功能模块。
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1.3 自动化的运行管理系统
变电站运行管理自动化系统应包括电力生产运 行数据、状态记录统计无纸化；数据信息分层、分 流交换自动化；
变电站运行发生故障时能及时提供故障分析报 告、指明故障原因、提出故障处理意见；
系统能发出变电站设备检修报告，将“定期检 修”改变为“状态检修”
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2. 系统特征（1）：分层分布化
——自动化系统集中、 分布式的发展 ——异构系统间信息
互通
——装置的自我描述 ——互操作，信息共 享 ——系统的可扩展性
4
3. 从2005年5月至2006年12月，国家电网调度通信中心成功组织国内 外主要厂家进行了6次IEC61850互操作试验，取得了很大成果， 对推动国内电力调度自动化系统主要生产厂家开展IEC61850研究 和提高系统开发水平起到了巨大的推动作用。 为了能够正确应用IEC61850，国家电网调度通信中心牵头组织有 关单位编写了《IEC61850工程应用技术规范》。该规范列入2007 年度电力标准的制定计划中，今年4月份通过了电力标委会的审查， 整理后已形成报批稿 。
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五、什么是数字化变电站
1. 数字化变电站的特点 1.1 智能化的一次设备
一次设备被检测的信号回路和被控制的操作驱动 回路采用微处理器和光电技术设计，简化了常规机电式 继电器及控制回路的结构，数字程控器及数字公共信号 网络取代传统的导线连接。换言之，变电站二次回路中 常规的继电器及逻辑回路被可编程序代替，常规的强电 模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤代替。
电网的智能电网与数字化转型
电网的智能电网与数字化转型随着科技的不断发展，电网行业也在逐步进行着智能电网和数字化转型。
智能电网通过引入信息通信技术，实现了对电力系统的自动化、智能化和高效化的管理，为电力生产和供应提供了更可靠、更灵活的解决方案。
数字化转型则是将电网的各个环节从传统的人工操作转变为数字化方式，通过数字技术的应用来提升电网的运行效率和服务质量。
一、智能电网的概念与特点智能电网是一种基于先进的信息通信技术，将传统的电网系统升级为具备更高级别功能的电网系统，实现电力生产、传输、配送、消费等环节的自动化协调和智能化管理。
智能电网的特点包括：1. 自动化控制：智能电网能够通过自动化控制系统，实现对电力系统的实时监测、故障检测和自动切换等功能，提高了电力系统的可靠性和安全性。
2. 智能化管理：智能电网可以通过数据分析、模型优化和智能决策等技术手段，优化电力系统的运行模式，降低系统的能耗和损耗，提高能源利用效率。
3. 高效能源利用：智能电网通过合理配置分布式能源、储能设备和充电桩等，实现能源的高效利用和优化调度，促进清洁能源的发展和利用。
二、数字化转型在电网中的应用数字化转型是指将电网各个环节的管理和运营从传统的人工操作转变为数字化方式，通过数字技术的应用来提升电网的运行效率和服务质量。
数字化转型在电网中的应用主要体现在以下几个方面：1. 数据采集与处理：通过安装传感器和智能计量设备，电网可以实时采集和监测各个环节的数据，包括电力负荷、能源消耗、设备运行状态等。
通过数据分析和处理，可以提供更准确的运行状态和趋势分析，为电网运行决策提供支持。
2. 智能配电网：数字化转型可以实现对配电网的远程监控和自动化控制。
通过智能化的监测系统和通信网络，可以实现对配电设备的实时监测，并及时发现和处理潜在问题，保障电力供应的可靠性和稳定性。
3. 智能计量与结算：数字化转型可以实现对用户用电量的精确测量和实时监控。
通过智能计量系统，可以准确记录用户的用电行为和用电需求，为用户提供更加精准的用电结算和电费管理服务。
智能变电站与传统变电站的区别与联系
智能变电站与传统变电站的区别与联系智能变电站与传统变电站的区别与联系主要有两点：1：根据国家电网智能电网建设的整体部署,十二五期间，国家电网将推广智能变电站建设，各网省公司积极开展智能变电站的研究及试点工程。
安徽省110kV桓谭变是国家电网公司智能电网建设第二批试点工程,采用了基于IEC61850标准的变电站自动化系统。
首次采用全光纤电流互感器,光PT挂网运行。
本文针对110kV桓谭变继电保护的新特点探讨了智能化变电站和传统变电站继电保护的异同。
2智能变电站相比于传统变电站的几个关键技术2。
1智能化变电站各保护装置采用了统一的通信规范,即IEC61850通信规范IEC61850是新一代的变电站自动化系统的国际标准，它规范了数据的命名、数据定义、设备行为、设备的自描述特征和通用配置语言。
同传统的IEC60870-5—103标准相比,它不仅仅是一个单纯的通信规约，而是数字化变电站自动化系统的标准，它指导了变电站自动化的设计、开发、工程、维护等各个领域。
该标准通过对变电站自动化系统中的对象统一建模，采用面向对象技术和独立于网络结构的抽象通信服务接口,增强了设备之间的互操作性,可以在不同厂家的设备之间实现无缝连接.智能化一次设备和数字式变电站要求变电站自动化采用IEC6数字化变电站按照一次设备智能化、二次设备网络化的设计思路参照IEC61850的标准将变电站分为过程层、间隔层和站控层3个部分，其中过程层由模拟量收集终端合并单元和实现开关输入输出的智能单元构成；间隔层主要由保护装置和测控装置组成；站控层主要包括监控，远动和故障信息子系统构成。
首先，智能变电站的过程层由传统的一次设备和智能组建柜组成,智能组建柜中有合并单元和智能操作箱两个装置。
变电站常规互感器的数据合并单元采取就地安装的原则,通过交流就地采样电缆传送模拟信号,并将采样数据处理后通过IEC61850-9—1、IEC61850—9-2 或者IEC60044—8 的协议借助光纤通道发送到网络交换机供需要该模拟量的保护或者测控装置共享数据。
第一章智能电网与智能变电站
第一章智能电网与智能变电站哎呀，说起智能电网和智能变电站，这可真是个让人兴奋的话题！前阵子，我去一个小镇旅游，正好赶上当地在建设新的变电站。
那场景，真是让我对智能变电站有了更直观的感受。
当时，我好奇地站在不远处观望，工人们忙忙碌碌，各种大型设备轰鸣作响。
咱先来说说智能电网吧。
这智能电网啊，就像是一个超级聪明的“大管家”，它能把电安排得明明白白的。
以前，咱们用电可能会出现电压不稳、停电这些让人头疼的事儿。
但有了智能电网，这情况可就大大改善啦！它能实时监测用电情况，根据需求智能分配电力，就好像有一双无形的手，精准地调控着电力的流向。
比如说，夏天大家都开空调，用电量猛增。
智能电网就能迅速感知到，然后从储备充足的地方调配电力过来，保证咱们能舒舒服服地享受清凉，不用担心电不够用。
再讲讲智能变电站。
它就像是智能电网的“得力助手”。
想象一下，智能变电站里有各种先进的设备和系统，它们一刻不停地工作着，精确地控制着电力的转换和传输。
智能变电站里的那些传感器，那叫一个厉害！它们能敏锐地感知到电流、电压的微小变化，然后迅速把信息传递给控制系统。
控制系统就像一个聪明的大脑，马上做出调整，确保电力的稳定输出。
而且，智能变电站还特别注重环保和节能。
它采用了高效的变压器和节能设备，能大大降低电力损耗，既节省了资源，又为环保出了一份力。
有一次，我在新闻里看到一个例子。
某个城市遭遇了极端天气，电网受到了很大的影响。
但因为有智能电网和智能变电站的协同工作，电力恢复的速度比以往快了好多。
居民们很快就又用上了电，生活没受到太大的影响。
这就是智能电网和智能变电站的厉害之处，它们在关键时刻能顶得住，保障咱们的正常生活。
总的来说，智能电网和智能变电站的发展，给咱们的生活带来了太多的便利和保障。
它们就像是电力世界的“超级英雄”，默默地守护着我们的光明和温暖。
相信随着技术的不断进步，它们会变得更加智能、更加高效，让我们的生活变得更加美好！怎么样，是不是对智能电网和智能变电站有了更清晰的认识啦？。
试论变电站的数字化与智能化
综合利用信息系统 ， 所有系统协同互动 ， 也就是实现各种站内／ 外高级应用 系统 相关 对 象 间的 互 动 ， 面满 足 智 能 电网 运行 、 制 要 求 ， 而可 以维护 全 控 从 电网的稳定 、 具有 向大用户实时传送电价 、 电量 、 电能质量与电网负荷信息 的功 能 ， 现与 智 能 电 网各 环节 有 效互 动 ， 电网稳 定 经 济高 效 协调 运 行 实 使 如 此一 来 ， 以减 轻 主站 系统 之 负担 与变 电站 运行 人 员之重 任 ， 可 以实现 可 还 各 类 电源包 括 （ 量 可再 生 能源 如 风 能 、 阳能 、 物 能 等及 特殊 用 户 ） 大 太 生 的
益 等等 。
对 此 ， 阶段 国家 电网公 司提 出 建设 “ 现 实现 自主创 新 、 际领先 的 统一 坚 强 国 智 能 电网 ” 概念 一一 之 一以特 高压 为骨 干 、 以智 能化 为手 段 、 信息 化 、 自动 化 、 互 动化 和数 字 化为 特 征 ， 以提 高 供 电高 效 、 全 、 安 可靠 为 目标 ， 级 电网协 各 调发展 的 智能 电 网。 智能 变 电站 ， 而 就是 这个 智 能 电网 中的重 要支 撑 点与 不 可或 缺 的基础 。
无 扰接 人和 故 障隔 离 。
四 、 总 结
总之 ， 当前的只能电网建设就是在数字化变电站互联、 互通、 互操作 的基 础上 发展 变 电站高级 应用 的智 能变 电站 的投运 。 因为综 上所 述我 们可 以
看 出事 数 字化 不 等于 智 能化 ， 者 内涵 各不 相 同 。 从 技术 上 来说 ， 我 二 而 目前 国数 字化 变 电站 的信 息化 、 自动化 、 互动 化程 度 与智 能变 电站 的 发展 目标仍 存在 很多差 距 ， 内现今 投运 的数 字化变 电站 只是 是实 现 了变 电站 信 息的数 国 字采集 和 网络交 互—— 数 字化 强调 的是 以统一 标准 ， 字方 式交 换信 息而 以数
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• 电力市场化
– 只有靠经济杠杆才能撬动各利益关联方 – 市场化和加强国网控制力之间存在矛盾
• 智能化电器
– 仍然受标准化和经济性两方面的制约
2012年11月5日
国电南京自动化股份有限公司
心有多远，路有多长……
2012年11月5日
国电南京自动化股份有限公司
智能电网与数字化 变电站
国电南京自动化股份有限公司
智能电网的出发点
• 节能减排
– 环境保护 – 可持续发展
• 提升供电可靠性、用户的满意度
– 电力市场化竞争的需要 – 经济性需求
2012年11月5日
国电南京自动化股份有限公司
智能电网的技术基础
• 通信
– 通信随电力网延伸
• 设备智能化
– 更多的设备可视可控 – 具有局部优化的能力 – 对刚性的电力生产引入柔韧性
• 配网自动化
– 智能化故障隔离和重构 – 与负荷开关配合的故障指示器
2012年11月5日
国电南京自动化股份有限公司
智能电网下的数字化变电站
• 为广域分析提供精确实时数据
– 时标测量值 – PMU信息
• 通信枢纽 • 区域智能化中心
– VQC、低周低压减载等
2012年11月5日
国电南京自动化股份有限公司
2012年11月5日
国电南京自动化股份有限公司
智能电网研究重点
• 可再生能源
– 分布式发电 – “垃圾电” – 协调经济调度
• 电动汽车
– 插入式汽车 – 充电站
2012年11月5日
国电南京自动化股份有限公司
智能电网研究重点（续）
• 柔性负荷
– 实时电价响应系统 – 负荷侧调峰
• 广域保护
– 自适应电网稳定控制 – N-1策略
– 电池技术发展步伐 – 立法和标准化
• 通信协议
– IEC 61850/61970未考虑智能电网需求
2012年11月5日
国电南京自动化股份有限公司பைடு நூலகம்
智能电网发展难点（续）
• 复杂系统的稳定计算与控制
– 传统用分层分布的方式解决 – 计算手段的进步提升了广域计算的可能性 – 但一旦出问题，可能直接影响全局
中国的智能化国家电网
• 坚强的一次电网
– 2012年特高压2纵2横
• 无处不在的二次信息监视和控制手段
– 数字化变电站/智能变电站
• 2015年目标
– 科学发展观的体现
2012年11月5日
国电南京自动化股份有限公司
智能电网发展难点
• 政策和法律建设 • 新能源成本
– 纯经济角度无利可图
• 电动汽车技术