智能电网一次设备二次系统解决方案
智能变电站二次电压并列实现方式与运行操作注意事项
智能变电站二次电压并列实现方式与运行操作注意事项摘要：本文梳理了智能变电站与传统变电站二次回路的变化，归纳总结传统变电站与智能变电站二次电压并列回路的实现方式，分析传统变电站与智能变电站二次电压并列可能出现的问题及优缺点，提出了智能变电站运行操作时注意事项及防范措施。
关键词：智能变电站；二次电压并列；合并单元；注意事项；目前所建的智能变电站，一次设备仍使用传统设备，互感器仍为电磁型互感器，二次设备部分采用了智能终端、合并单元等智能化装置。
其中，合并单元是用来对一次互感器传输过来的电气量进行合并和同步处理，并将处理后的数字信号按照特定格式转发给间隔层相关设备使用的装置。
智能变电站中合并单元的应用，使得变电站取消了大量二次硬接线，二次回路由原来的电气回路转化成网络回路。
二次回路的变化，使得智能站的二次电压并列与传统的电压并列实现方式上存在本质的区别。
参与电压并列的合并单元同时具有电压、电流采集及电压并列功能。
母线电压并列通过合并单元内部逻辑进行判断控制，再通过数据报文形式将某段母线电压发布至保护及测控等装置，实现电压并列。
1、电压二次回路的变化1．1电压回路接线的变化传统变电站的电压回路，电压互感器次级用二次电缆经电压并列切换装置再接入保护装置，在保护装置内进行模数转换，供本保护使用。
智能变电站电压回路，传统电压互感器相应次级经二次电缆接入对应合并单元，按照双重化对应。
合并单元将电流模拟量转化为数字量，通过对数字量数据拷贝并通过直采或网采的形式分配给相应的保护装置、测控装置及其他辅助设备。
1.2 电压并列切换方式的变化传统变电站的母线电压通过电压转接屏把正、副母线电压分配给各个回路保护装置。
智能变电站母线电压切换逻辑（表1为四方公司CSD-602合并单元双母线电压切换逻辑真值表），其中母线电压合并单元通过母联断路器分合位、两把母联隔离开关分合位的开入量来判断母联位置。
母线电压通过母线汇控柜的上的电压并列小开关进行切换使用正母或副母电压。
智能电网调度控制系统的二次设备防误技术
智能电网调度控制系统的二次设备防误技术摘要：智能电网运行的过程中，调度控制系统的运行需要依托专业的设备，二次设备防误技术是智能电网调度功能发挥过程中避免误差，提高智能电网调度工作安全保障的重要技术和设备类型。
因此，需要结合专业防务技术的基本原则和内在逻辑找到科学的防务技术应用方法、提升防务技术的应用质量、优化智能电网调度控制工作的整体状态，使得智能电网的调度能够更好地为电力资源的稳定供应提供支持。
关键词：智能电网；调度控制系统；二次设备；防误技术引言：智能电网在运行的过程中，二次设备对于整个电网系统的运行发挥着重要的支撑性作用。
防误差技术的应用主要是确保在调度系统的运行中设备状态的稳定性，并且也提高对于误差操作或偏离主题操作情况的防御能力。
二次防误技术在应用时需要技术人员把握住相应的防护规则，并且研究和分析防务作用发挥的基本逻辑关系，最终应用科学的防务技术达到相应的防误目标。
一、防误规则防误规则主要强调的是结合调度规程与继电保护运行的针对性规定，按照智能变电站的实际运行需求确定防误工作开展的基本原则。
在防误规则制定的过程中，需要结合具体的变电站或智能电网运行的实际情况对具体的数据信息进行分析和研究，以便针对性的提升防雾效果的质量。
具体来说，防务规则主要包括以下几方面针对性的内容和要求。
①一次设备在运行的过程中必须有相应的保护运行状态，并且需要在有保护的情况下维持运行。
②二次设备的操作需按照针对性的规范要求执行落实[1]。
③在电网的整体运行方式需要进行优化调整时，也需要同步针对防护策略进行适当的调整和优化。
除此之外，在防务规则制定和发挥作用时，还需要从细节规则制定的角度出发对二次约束的一次与二次以及一次约束的二次设备结合时其运行状态进行防误规则的制定。
在具体制定定规则时，需要结合不同类型的设备在整体运行状态运行模式等多方面进行优化和调整[2]。
除此之外，二次约束一次设备在运转和设备用的状态下，需要针对性的制定一套有效的防护措施。
智能变电站电气二次设计常见问题及对策分析
智能变电站电气二次设计常见问题及对策分析摘要：当前，我国计算机技术逐渐的发展，并且被广泛的应用到各个行业领域中。
因此，对于智能化变电站电气设备的设计也起到了积极的推动作用。
然而，在进行电气二次设计的过程中还会存在诸多问题，加强对这些问题的研究，能够有效地提高智能变电姓占的稳定运行。
关键词：智能变电站；电气二次设计；常见问题；对策分析引言在电力设计行业中，智能变电站所应用的大部分新技术属于电气二次专业内容，电气二次专业所涉及的技术更广泛、复杂，特别是引入了光缆和虚端子的设计，极大地增加了设计的难度和工作量。
设计不合理的话会给工程建设以及后期的扩建、改造带来较大的麻烦，因此，电气二次专业需要结合传统的设计，增加新技术新设备的相关设计内容，保证设计的质量，满足智能变电站设计深度的要求。
1智能变电站介绍智能变电站是在数字化变电站的基础上，结合智能电网的需求以及信息技术的发展，对变电站综合自动化系统进行改进，实现变电站的智能化。
智能变电站的主要特点为：一次设备数字化，二次设备网络化、数据平台标准化。
使用光电或电子式互感器，断路器、变压器、避雷器等一次设备配置在线监测装置，一次设备配置智能电子装置（IED），采用标准的数字接口进行数据传输，实现集成运行状态监测、保护、控制、通信等功能的智能化一次设备。
一次设备增加在线监测系统，对设备的重要参数进行在线监测和评价，实时识别设备故障的征兆，为运行和维护部门安排检修计划提供基础数据，为一次设备的安全运行提供重要的保障。
智能变电站分为三层，即站控层、间隔层、过程层，站控层与间隔层之间的网络为站控层网络，间隔层与过程层之间的网络为过程层网络。
站控层网络数据量不大，实时性要求不高，而过程层网络是智能变电站安全稳定的重要保障，对可靠性、实时性的要求非常高。
2智能变电站电气二次设计常见问题2.1安全防误设计从实际应用的角度来分析，电气二次设计中的安全防误主要包括以下几个方面：（1）应降低开关设备误合和误分的概率；（2）尽量避免带电间隔连接；（3）不允许设备在带电情况下与地线相连；（4）在有负荷的情况下，避免刀闸的相关操作；（5）接地线与开关应避免连接；（6）安装相应的闭锁装置。
智能变电站二次设备检修及故障隔离对策
智能变电站二次设备检修及故障隔离对策摘要：新时期下，伴随着我国信息化建设步伐的深入推进，智能化电网已经成为当前供电企业发展的必然趋势。
在智能电网中，智能变电站是十分重要的组成部分，其运行状态将会最大限度的影响到智能电网的安全性，所以在实际中，必须做好智能变电站的二次设备检修工作，下面对此进行分析。
关键词：智能变电站；二次设备；调试；检修1智能变电站二次设备检修条件目前，我国智能变电站二次设备检修已经有了比较成熟的技术，其故障往往会出现在电源等外部环境，其很容易观察到，并且解决起来比较简单，加上智能变电器具有较强的技术性，可以及时的将二次设备故障检修出来，并对其进行有效处理，保证了供电企业的经济效益。
对于智能变电站二次设备，其故障不会突然产生，是需要一个缓慢的过程，所以，在实际中，必须对智能变电站二次设备的故障发生时间、持续时间进行全方位的分析。
虽然供电企业会定期对智能变电站二次设备开展检修活动，但是在具体的检修活动中，只会将智能变电站二次设备现有的故障检测出来，对于其潜在的故障，或者一些很小的故障，很难及时发现，导致设备在经过一段时间运作后，设备就会出现故障，影响到设备的正常运行。
2故障诊断1、诊断模型。
当智能变电站二次诊断有问题出现时，不管是对所检测的智能机器设备还是对通信报文都会有大量的报警信息内容出现，当在线监测系统获得了报警信息内容之后发送到故障诊断装置对问题进行分析并采取措施。
二次设备在线监测系统诊断模型主要包含四个层级的内容：一、将二次设备在线监测系统所获取到的信息作为进行诊断工作的基础；二、通过不同的诊断方式有针对性的进行诊断评价工作；三、通过对诊断结果进行总结，进行综合诊断工作；四、将最终的诊断结果输出。
2、诊断系统功能。
（1）自检信息诊断。
自检信息诊断可以根据诊断对象不同分为设备功能异常诊断以及设备通信中断诊断两种。
设备功能异常诊断，使装置的功能出现问题的原因有很多种，单个装置功能异常会引发多功能的异常，通过自检信息诊断能够对所存在的问题进行更加精确的判断，并且设备功能异常诊断可以作为对设备的功能进行异常诊断工作的主要信息来源。
220kV智能变电站二次系统结构与设备配置
３ ． ２保护采样 、跳 闸方式的转 变 为 了满 足继 电保护 装置 对 电流 电压量 采 样 以及 保护 出 口跳 闸 的可靠 性及 实 时性 的要
在 一次设 备智能化、设备检修状态化和二次设 智 能终端等构 成，是一次设备与间隔层设备的 求 ，同时 出于降低 工程造 价的 目的 ，智能变 电 备 网络 化，其中二次设备在采样方式和组 网形 转换接 口，完 成电流电压量的采样、设备运行 站保护采样和跳 闸均采用 “ 直采直跳” 。考虑 式上都 发生了重大的变化，随着 电力技术 的进 状 态信 号的监测 和分合 闸命令 的执 行等。 到全 站保护装置均 为就地下放布置 ，故 Ｓ Ｖ采 步 ，越 来越多的新技术应用到二次系 统中，因 用 点对点方式 ，２ ２ ０ ｋ Ｖ及 ｌ １ ０ ｋ Ｖ ＧＯ ＯＳ Ｅ为独 ３ 智能变 电站 与常规 变电站 的二 次设 备 此研 究智能变 电站的二次系统设计和设备配置 立组双 星形 网方式。 目前随着保护就地化推广 有 着重 要的意义。 比较 及 优势 展现 ，出现 了不 少关 于 ２ ２ ０ ｋ Ｖ分 布式
Ｉ ｌ ｌ ／ Ｉ Ｖ 区 通 信 网 关 机
站控层设备配置 【 关键词 】智能变电站 系统结构 二 次设备 配
置
站控层 交换机 × ２ 规约转换
通信规约
１ ０ ３ ／ ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ等 量等功能。
站控层交换机 × ４ ６ １ ８ ５ ０
１ 概 述
随着 社 会经济 的快速 增长 ，人们 对供 电 可靠性和安全性有 了更高的要求。而风力、太 阳能等新能源 电源 的并网运 行对 电网系统稳定 性造成 了一定 的影 响。智能电网能有效利用 电 力资源 ，提高供 电可靠 性，实现电网的可靠、 安全 、 经济 、 高效、 环境友好和使用安全的 目标 。 ２ ０ １ １年起 ，作 为智 能 电网的关 键节 点 ， 智 能变 电站 在全 国范 围 内进入 全面 推广 建设 阶 段，新 建 ２ ２ ０ ｋ Ｖ变 电站 按 《 国 家 电 网 公 司 输 变 电工 程 通 用 设 计 一 １ １ ０（ ６ ６ ）～ ７ ５ ０ ｋ Ｖ 智 能变 电站 部 分》 （ ２ ０ １ １年 版 ）中 “第 五篇 ２ ２ ０ ｋ Ｖ变 电站通 用设计技术导则”的技术方案 。 与传 统变电站相 比，智能变 电站最大特征体现
智能化变电站电气二次设计方案探讨
相 同功 能 、 相 同设 备 的 整 合 ． 将 提 高 变 电站 运 行 管 理 水 平 、 减
减 少 配置 ４台工作 站 计 算 ， 减 少投 资 约 １ ０万 元 。
少运行 维护 工 作 量 、 降低 全 寿 命 周 期 成 本 ． 推进智能变电站的
建 设进 而推 广 智 能 电 网发 展 。
装 置 优 化 整 合 后 ， 全 站 本 期 可 减 少 配置 ３ ５ ｋ Ｖ 测控 装 置和
３ ５ ｋ Ｖ计量表计 ． 并 减 少 了相 关 的 网络接 口数 量及 通信 设 备 配
置． 减 少投 资数 十 万 元 。
２ ． ２ ． ３ 全 站 打 印 机优 化 配置
２ ． １ 站 控层 设备 的优化 整合
、
撑． 可提 高 系统 的 可 靠性 、 可 用 率和 变 电站 的 自动 化 水 平 。 随 着 智 能 变 电站 技 术 的 发 展 ． 为适 应 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０标 准所 要
求 的复 杂 功 能及 高通 信 能 力 ， 多数 设 备 厂 家 的 Ｉ ＥＣ６ １ ８ ５ ０装 置 都 采 用 了 新 的 硬 件 平 台 ． 新 平 台 保 证 通 讯 流 量 满 负 荷 时
智 能 变 电站 一 体 化监 控 系统 的站 控 层 由主 机 、数 据 服 务
根 据现 有 专 业分 工和 运 行 习惯 ， 常规 站 各 保 护 装 置 、 故 障
２ ． ２ ． １ 故 障 录 波 及 网 络 记 录仪 的优 化 整 合
变 电站 通信 网络 和 系统 ； ②智能化的一次设备 ； ⑧ 网络 化 的 二 次设备 ； ④ 自动 化 的 运行 管理 系统 。基 于 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０标 准 的 智 能 化 变 电站 为 常规 站 的 监 控 、 保护 、 故 障 录 波 与计 量 等 功 能 单
智能变电站二次系统的双重配置技术
创新应用 Applications
智能变电站二次系统的双重配置技术
张丽江 （广东电网有限责任公司中山供电局，广东 528400）
摘要：阐述智能变电站二次系统双重化配置方式。基于Q/GDW 441-2010中的规定而进行设置，研究间 隔层、过程层 、站控层内双重化信息流，重点分析对双测控技术，设计合理的监控后台操作方式，分析 双重化设备信 息流、全站二次系统冗余配置，IEC 61850通信协议梳理智能变电站的全过程信息流。 关键词：智能变电站，电子式互感器，双重化配置技术，冗余配置。
作者简介：张丽江，广东电网有限责任公司中山供电局，研究方向：智能变电站。 收稿日期：2020-07-28，修回日期：2020-10-26。
22 集成电路应用 第 37 卷 第 11 期（总第 326 期）2020 年 11 月
2.4 过程层组网双重化 在双重化配置过程中建立双重化组网通信机
制，对过程层网络中的S网络、GOOSE网络均建立 相互的处理机制，由此而实现电力系统的良好正 确运行。结合电力系统中的实际运行情况，目前在 110kV等级电压中的相关系统能够符合设计 要求。 并按照相互独立的原则设计双重化配置中的继电保 护装置，在一个网络推出时，另外一个网络能够继 续运行。因此应当对继电保护装置进行相应层面的 设置。PRP网络包括若干个DANP，HSR网络包括若 干个DANH，两个协议节点可通过端口与相邻节点 连接。HSR网络、PRP可通过RedBox网络、非HSR 网络连接，可通过任何网络拓扑实现连接。RedBox 运行中同时支持HSR、PRP冗余协议，使得电力系 统运行中可结合报文类型的不同而分别予以处理。 HSR网络间可通过QuadBox连接，构成对等的HSR 冗余网络。智能电子装置运维图见图1。
智能变电站中就地智能终端与一次设备操作机构二次回路功能整合方案
１ 智 能终 端 的定义 、 功能、 布 置
１ ． １ 智 能 终 端 的 定 义
在智能变电站中， 智能终端是一种 智能组件 。与一次设备采用 电缆
连接， 与保护、 测控等二次设备采用光纤连接 ， 实现 对 一 次 设 备 （ 如： 断 路
器、 刀闸、 主变压器等） 的监测、 控制等功能。
常 规 断路 器 ／ ＧＩ Ｓ辅 助 节 点 数 目通 常在 ２ ０副 以上 ，辅 助 节 点 数 据 多 通常会导致设备控制回路异常。智能化 的断路器／ Ｇ Ｉ Ｓ可大量减少辅助接 点数量 ， 以双套智能终端为例， 通常需要常开常 闭位置辅助接点各 ２副 ， 间隔电气 闭锁 ２副， 三相不一致出 口（ 当使用硬逻辑判别时） 需要辅助接 点 ２副 ， 位 置 指 示 需要 ｌ副 辅 助 接 点 ， 即 双 套 的智 能 终 端 总 共 只 需 ８副 开关辅助接点 （ 包括常开和常闭接 点） 。若三相不一致出 口使用软逻辑实 现， 则需要的辅助接点更少。即使在 设计 时再增加 ２副辅助接 点备用 ， 也 会 比常 规 断 路 器 ／ Ｇ Ｉ Ｓ辅 助 节 点 数 目大 大减 少 。
１ ． ２ 智 ห้องสมุดไป่ตู้ 终 端 的 功 能
智能终端采集本间隔相关高压设备 的信 号， 方面直接或通过过程 层 网 络 发 布 采 集 信 息 ；另 一 方 面 直 接 或通 过 过程 层 网 络 接 收 控 制 指 令 ，
驱 动 执 行 器 完 成 控 制 功 能 ，无 论 是 发 布 还 是接 收 都 是采 用 Ｇ Ｏ Ｏ Ｓ Ｅ服 务 完 成 的 。功 能 包 括 ： 断路器控制 、 刀 闸控 制 、 五防控制、 分接头调档 、 非 电
２ － ３ 通 过软 逻 辑 实 现 断 路 器 的 总位 置 信 号
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厂站端横向专业融合
厂站端横向专业融合
➢ 在过程层，面向数据类型，装设标准的传感模块， 进行统一的信息采集，实现不同专业应用相同类型 数据源统一
➢ 在间隔层，整合保护、测控、计量、设备状态监测 等各二次装置功能，达到既实现冗余、可靠，调试 、运行、维护方面也简单方便，并节约成本
➢ 在站控层，通过建设综合数据平台，实现了统一的 数据模型、统一数据存储、统一数据访问服务，各 专业看到其关心的模型和数据，为厂站端开发基于 多专业融合的综合应用提供了良好基础
➢ 电力二次一体化建设需要在现有的技术和实践 基础上进行必要改进和提高
➢ 二次一体化是对电力二次系统的继承和发展， 需要逐级向上平滑发展，有计划、按步骤、阶 段性、渐进式推进，逐步实现电力二次一体化
电力二次一体化必要性
➢ 一体化水平较低，制约了系统的发展 ➢ 基础薄弱，应用水平不高，发展还不平衡 ➢ 二次系统建设管理粗放，不能适应发展要求 ➢ 研发技术力量分散，难以提升二次系统水平
– 数据的贯通：实现不同调度相关实体间数据的流动 和共享
– 应用的贯通：实现不同调度相关实体间应用的互动 和贯通
电网调度多级协调纵向信息贯通
调度厂站信息传输分层分布式应用
调度－厂站分层分布式应用
➢ 调度中心－变电站协调的程序化控制方案 ➢ 调度中心－变电站两级协调的分层分布式智能告
警系统 ➢ 调度中心－变电站的分布式状态估计 ➢ 调度中心－变电站的分布式电压无功控制 ➢ 调度中心－电厂的分布式发电控制
➢ 支撑电网一次系统一体化运行
电力二次一体化
电力数据共享
电力二次一体化内容
➢ 在调度机构，实现二次系统各专业的横向融合和全 网信息的综合共享，逐步实现电网综合智能应用
➢ 在发电厂、变电站，实现厂站端二次设备的标准化 建设，促进监控、保护、计量等专业的设备融合和 信息综合共享
➢ 在调度机构之间，实现电网调度多级协调和纵向信 息贯通
二次系统一体化方案
➢系统总体方案 ➢调度端综合数据平台 ➢厂站端综合数据平台 ➢调度端横向专业融合 ➢厂站端横向专业融合 ➢纵向需求贯通
系统集成现状
系统集成方案
专业应用融合
模型源端维护、全局共享
专业化流程管理
稳定限值发布流程
电力二次一体化方案
➢二次一体化总体方案 ➢调度端综合数据平台 ➢厂站端综合数据平台 ➢调度端横向专业融合 ➢厂站端横向专业融合 ➢纵向需求贯通
追求高效；数据融合
厂站端+通信： 便于扩展；坚持开放
二次系统功能整合
电力二次一体化核心理念
➢ 电力系统二次一体化整体解决方案主要由三个 核心理念构成，分别是：
– 电力数据共享 – 横向专业融合 – 纵向需求贯通
电力二次一体经 济运行，提高调度管理信息化水平等方面发挥 了重要作用，已成为电网运行控制、调度生产 指挥和现代化管理不可或缺的技术手段
总结
➢ 电力数据共享
– 从厂站端到调度中心建立统一数据中心，实现各应 用数据共享，减少数据冗余维护，优化各应用功能
➢ 横向专业融合
– 由二次一体化平台统一提供应用功能服务，对应用 功能进行充分研究和论证，构建各专业业务平台
➢ 纵向需求贯通
– 实现电力数据共享和调度端与厂站端内部各专业的 横向融合基础上，实现不同调度相关实体间需求贯 通，包括：数据模型贯通、应用功能贯通
电力二次一体化方案
➢二次一体化总体方案 ➢调度端综合数据平台 ➢厂站端综合数据平台 ➢调度端横向专业融合 ➢厂站端横向专业融合 ➢纵向需求贯通
纵向需求贯通
➢ 调度中心与调度中心之间的贯通（调-调互动）、 调度中心与厂站之间的贯通（调-站互动）、厂站 与厂站之间的贯通（站-站互动）
➢ 纵向需求贯通的内容主要包括两个方面：
➢ 在调度机构和厂站之间，实现多专业信息的综合高 效传输和分层分布式应用
➢ 在厂站之间，推进基础运行信息的智能化互动
电力二次一体化方案
➢二次一体化总体方案 ➢调度端综合数据平台 ➢厂站端综合数据平台 ➢调度端横向专业融合 ➢厂站端横向专业融合 ➢纵向需求贯通
电力全景视图
跨安全区数据同步
异构系统数据集成
设备信息统一展示
电力二次一体化方案
➢二次一体化总体方案 ➢调度端综合数据平台 ➢厂站端综合数据平台 ➢调度端横向专业融合 ➢厂站端横向专业融合 ➢纵向需求贯通
厂站端综合数据平台
智能远动机
智能远动机功能
➢ 分布式数据采集 ➢ 统一数据存储与整合 ➢ 常规远动功能 ➢ 统一数据访问服务 ➢ 模型/图形维护共享 ➢ 分层分布式应用
电力二次一体化目标
➢ 紧紧围绕电网的核心工作，提高电网运行的综合 支撑水平
➢ 促进二次相关专业的融合和协调发展，提高电网 运行和管理的水平和效率
➢ 适应电网快速发展的要求，推进二次系统标准化 建设
➢ 促进多学科、跨领域技术发展，形成科研创新， 推动智能电网的实质性发展
➢ 建设坚强的电力二次系统一体化安全防护体系
智能电网一次设备二次系统 解决方案
电力二次一体化方案
➢二次一体化总体方案 ➢调度端综合数据平台 ➢厂站端综合数据平台 ➢调度端横向专业融合 ➢厂站端横向专业融合 ➢纵向需求贯通
电力二次一体化核心理念
电网综合智能应用： 与用户共同设计研发 结出更多智能调度硕果
综合应用数据平台： 便于扩展；坚持开放；