智能变电站功能架构和设计原则
330～750千伏智能变电站设计技术规定v3.3
ICSQ/GDW 国家电网公司企业标准Q/GDW XXX-2009330kV～750kV智能变电站设计技术规定Design Rule for 330kV ～750kVSmart Substation(20090924)20XX－XX－XX发布 20XX－XX－XX实施国家电网公司发布目录前言 (1)1 范围 (1)2 引用标准 (1)3 术语和定义 (2)4 总则 (5)5 电气开关部分 (5)5.1 智能开关设备 (5)5.2 互感器 (8)5.3 设备在线监测 (10)6二次部分 (11)6.1 一般规定 (11)6.2 变电站自动化系统 (11)6.3 其他二次系统 (18)6.4二次设备组屏 (18)6.5 二次设备布置 (20)6.6 光/电缆选择和敷设 (20)6.7 防雷、接地和抗干扰 (20)7 变电站布置 (20)8 辅助系统 (20)附录A 本规定用词说明 (22)附录B 规范性附录 (23)条文说明 (24)前言国家电网公司提出建设具有“信息化、自动化、互动化”特征的坚强智能电网。
作为智能电网的重要组成部分，智能变电站的设计和建设应充分体现智能电网的的特征，执行“统一规划、统一标准、统一建设”的原则，按照“试点先行、总结完善、稳步推进”的工作步骤，避免技术导向多样化，防止无序建设、重复研究和资源投入浪费。
通过广泛调研和深入讨论，编制完成了330kV~750kV智能变电站设计技术规定（以下简称“设计技术规定”）。
设计技术规定充分吸收了前期数字化变电站试点建设的先进经验，通过反复总结和提炼，择优传承了部分通过实践验证、相对完善的技术方案，围绕“信息化、自动化、互动化”的要求，发展智能高级应用，以实现提高变电站自动化水平与自诊断能力、优化资源配置与设备利用率、改善供电质量与可靠性。
鉴于目前智能变电站仍处于发展阶段，许多技术和方案尚待实践的检验，故技术规定应以指导为目的，并随着智能变电站的发展与成熟，逐步修订和完善。
智能变电站一体化监控系统建_设技术规范(正式发布版)
智能变电站一体化监控系统建_设技术规范(正式发布版)标准化文件发布号：（9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-ICSQ/GDW 国家电网公司企业标准Q / GDW679 — 2011智能变电站一体化监控系统建设技术规范Technical specifications for construction of integrated supervision and controlsystem of smart substation2011-02-07发布 2011-02-07实施国家电网公司发布目次前言 .................................................................................................................................................. I I 1范围 . (1)2规范性引用文件 (1)3术语和定义 (1)4 总则 (2)5 体系架构及功能要求 (2)智能变电站自动化体系架构 (2)一体化监控系统架构 (2)系统功能要求 (3)应用间数据流向 (6)6 一体化监控系统结构 (7)系统结构 (7)网络结构 (9)7 系统配置 (9)硬件配置 (9)系统软件配置 (10)时间同步 (11)性能要求 (11)8 数据采集与信息传输 (12)9 二次系统安全防护 (12)编制说明 (13)前言智能变电站是智能电网的重要环节，一体化监控系统是智能电网调度控制和生产管理的基础，是大运行体系建设的基础，是备用调度体系建设的基础。
为规范智能变电站建设，按照“统一规划、统一标准、统一建设”的原则，国家电网公司组织编写了《智能变电站一体化监控系统建设技术规范》。
本标准规定了智能变电站一体化监控系统体系架构、功能要求和系统配置等，为智能变电站设计和建设提供技术标准和依据。
国网智能站通用设计主要技术原则介绍
主要设计原则
（4） 站控层设备配置方案 ➢ 除常规配置的主机及远动工作站外，配置1套状态监测及智能 辅助控制系统后台主机；保护子站整合于主机工作站中。（目前 站控层设计方案按照一体化监控系统方案配置）
（5）过程层组网（星型网，单网，双网） （6）组柜方案 间隔层设备按串或按间隔统筹组柜。（部分方案存在双套保 护共组一面柜情况。如何取得空间与运行安全之间的最佳平衡？）
（2011年版）
智能电网设计相关标准
设备类标准： 1、 《智能变电站一体化监控系统功能规范》 Q/GDW 678-2011 2、 《智能变电站一体化监控系统建设技术规范Q/GDW 679-2011 3、《电子式电流互感器技术规范》Q/GDW424-2010 4、《电子式电压互感器技术规范》Q/GDW425-2010 5、《智能变电站合并单元技术规范》Q/GDW426-2010 6、《智能变电站测控单元技术规范》Q/GDW427-2010 7、《智能变电站智能终端技术规范》 Q/GDW428-2010 8、《智能变电站网络交换机技术规范》 Q/GDW429-2010 9、《智能变电站智能控制柜技术规范》 Q/GDW430-2010 10、《国家电网公司输变电工程通用设备》（2012年版）
主要设计原则
（2） 保护跳闸方案 ➢ 采用直采直跳；
（3） 保护、测控方案 ➢ 500kV断路器宜采用保护测控一体化装置，可采用保护、测 控独立配置方案；（目前设计方案一般采用独立保护装置） ➢ 220kV宜采用保护测控一体化装置； （目前设计方案一般采 用独立保护装置） ➢ 110kV及以下采用保护测控一体化装置；（无双测控问题， 但需考虑合理的硬件构架减少相互原则类标准： 1、《智能变电站技术导则》Q/GDW383-2009 2、《110(66)kV-220kV智能变电站设计规范》Q/GDW393-2009 3、《330-750kV智能变电站设计规范》 Q/GDW394-2009 4、《高压设备智能化技术导则》Q/GDW Z410-2010 5、《变电站智能化改造技术规范》Q/GDW Z414-2010 6、《智能变电站继电保护技术规范》 Q/GDW 441-2010 7、《变电设备在线监测系统技术导则》Q/GDW 534-2010 8、《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》
国网智能站通用设计主要技术原则介绍
地址：南京江宁开发区苏源大道58号-3
成果形式
《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（2011版）》主要包括两部分： 第一部分（纸质）：总论、对应110（66）-750kV 6个不 同电压等级变电站设计技术导则。主要说明典设的使用方 法和各电压等级变电站的智能化方案设计原则。 第二部分（光盘）：对应110（66）-750kV 6个电压等级 84个方案的技术方案部分。内容包括方案说明（本方案二 次系统配置情况及技术经济指标）及与智能化相关的各专 业增补/修改图纸。
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主要设计原则
（1）一次设备智能化 采用“一次设备本体+传感器+智能组件”方案； 互感器可采用电子式互感器、也可采用常规互感器；推 荐常规互感器。
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主要设计原则
（2） 保护跳闸方案
采用直采直跳；
（3） 保护、测控方案
动力区
绑扎条（阻燃） 绑扎条（阻燃）
混凝土基础(示意)
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3.2 系统继电保护
（1） 主要设计原则 继电保护装置除检修压板外其余均采用软压板。 保护装置、智能终端等智能电子设备间的相互启动、相互闭锁、位置状态等 交换信息可通过GOOSE网络传输。 一个半断路器接线型式，两个断路器的电流合并单元分别接入保护装置，电 压合并单元单独接入保护装置。 TV并列、双母线电压切换功能由合并单元实现。 采用纵联保护原理的保护装置的硬件配置及软件算法应支持一端为数字采样、 另一端为模拟采样或两端均为数字采样的配置形式。 取消母线保护柜上模拟面板，通过装置液晶面板进行查看与操作。
智能变电站设计交流 PPT课件
-5--5-
一、 变电站设计前期工作
2. 项目核准。 目前500kV及以下非跨省输变电工程由各省
发改委核准，其它范围仍由国家发改委核准。
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典型设计-220kV
过程层网络设计原则： 220kV电压等级过程层GOOSE和SV按共网传输配 置，网络采用双重化星形以太网络。 220kV各间隔保护装置、母线保护采用点对点方式 完成与合并单元、智能终端采样值和跳合闸命令的 信息交互。继电保护之间的联闭锁、失灵启动等信 息通过过程层GOOSE网络传输；双重化配置的保 护不直接交换信息。
-2-62-6-
典型设计-220kV
组屏方式-220kV配电装置户外布置 合并单元、智能终端下放布置到配电装置处的智能 控制柜中，保护、测控、电能表、过程层交换机等 组屏布置于二次设备室中。每条220kV线路的两套 保护、电能表、过程层交换机组一面屏，测控可单 独集中组屏。
智能变电站设计交流
孙中尉 0531-85183721
2015.08
-1--1-
一、设计流程简介 二、智能变电站设计原则 三、其他
-2--2-
设计流程简介
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变电站的设计阶段，包括可行性研究、 初步设计、施工图设计和竣工图设计几 个阶段。
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一、 变电站设计前期工作
1. 输变电工程可行性研究 ； 变电站部分可行性研究的主要工作内容包括变
智能变电站设计原则
-1-01-0-
概述 主要设计依据 典型设计方案
-1-11-1-
智能变电站技术解决方案
智能变电站平台
提供统一的平台，实现变电站 的监控、控制、保护、计量等 功能。
系统功能
数据采集
智能变电站系统能够实时采集电网运行数据，包括电压、 电流、功率等参数。
数据处理
系统对采集到的数据进行处理和分析，提供电网运行状态 监测、故障诊断和预警等功能。
智能变电站具有高效、可靠、安全、环保 等特点，提高电网运行效率和供电质量。
智能变电站定义
技术特点
技术优势
01 提高运行效率
智能变电站采用自动化和智能化技术，减少人工干预， 提高运行效率。
02 增强安全性
智能变电站通过实时监测和预警，及时发现和处理潜在 的安全隐患，提高电网运行的安全性。
03 优化资源配置
降低运维成 本
智能变电站减少了 人工干预，降低了 运维成本，提高了 经济效益。
促进绿色发 展
智能变电站采用环 保技术和节能措施， 有助于减少能源消 耗和环境污染，促 进绿色发展。
06
智能变电站发展趋势
技术创新方向
智能化升级
智能变电站将向更高程度的自动化、智能化发展， 提升运行效率和安全性。
Байду номын сангаас
数字化转型
谢谢
智能变电站技 术解决方案
目录
01 智能变电站概述 02 智能变电站关键技术 03 智能变电站系统架构 04 智能变电站解决方案 05 智能变电站应用案例 06 智能变电站发展趋势
01
智能变电站概述
定义与特点
智能变电站采用先进的信息、通信和控制 技术，实现变电站运行管理自动化、信息 化和互动化。
04
智能变电站解决方案
智能变电站网络架构
智能变电站网络架构智能变电站网络架构第一章引言智能变电站作为能源电力系统中的重要组成部分，具有数据采集、监控管理、远程操作等功能。
本文档旨在介绍智能变电站网络架构的设计原则及相关技术细节，以便为变电站网络部署提供指导。
第二章整体架构设计1.变电站网络拓扑a.传感器与设备连接：(1) 采用统一的物联网通信技术，如LoRaWAN、NB-IoT 等，连接各种传感器和设备。
(2) 传感器与设备之间可以通过无线或有线方式连接，以满足不同传感器的特殊需求。
b.局部网络：(1) 变电站内部设备采用局部网络进行连接，如以太网、工业以太网等。
(2) 局部网络通过网络交换机进行连接，实现设备之间的通信与数据交换。
c.多变电站互连：(1) 不同变电站间通过广域网连接，建立互连网络。
(2) 互连网络可以采用VPN、封装协议等方式进行数据隔离与传输。
2.网络安全设计a.认证与授权：(1) 采用身份认证机制，例如基于数字证书的认证方式，确保系统中每个用户的身份可信。
(2) 授权管理，设定不同用户的权限等级，实现对系统资源的访问控制。
b.数据传输加密：(1) 在局部网络和互连网络中，采用安全的通信协议，如SSL/TLS，对数据进行加密传输，防止数据被窃听和篡改。
c.设备安全保护：(1) 引入物联网安全技术，对传感器和设备进行安全管理与保护。
(2) 定期更新设备固件，修复安全漏洞，确保设备的安全性。
第三章局部网络设计1.总体要求a.高可靠性：采用冗余设计，实现网络设备的冗余和链路的冗余，提高网络的可靠性与可用性。
b.高性能：选用高性能的网络设备，确保数据传输的稳定性和快速性。
c.网络管理：引入网络管理平台，实现网络设备的集中管理和监控，提供故障诊断和维护功能。
2.设备选型a.网关设备：选用高性能、可靠性强的网关设备，支持各种传感器和设备的连接、数据处理与转发。
b.网络交换机：根据局部网络规模和需求，选用高性能、可管理性强的交换机，满足带宽需求和扩展性。
智能变电站技术标准规范介绍
智能变电站目前制定的标准规范：智能变电站目前制定的标准规范：智能变电站技术导则的地位：性技术指导文件，是总的指导性原则。
是其它智能智能变电站技术导则的主要内容：术语和定义，明确了智能变电站的技术原则和体系智能变电站技术导则定义的核心术语：什么是智能变电站？低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、传统变电站与数字化传统变电站数字化（智能）变电站智能变电站：智能变电站技术导则定义的核心术语：什么是智能设备？有测量数字化、控制网络化、状态可视化、智能变电站技术导则定义的核心术语：什么是智能设备？智能变电站技术导则定义的核心术语：什么是智能组件？设备的测量、控制和监测等基本功能；在满智能变电站的基本技术原则：（化、功能集成化、结构紧凑化、状态可视化。
智能变电站的基本技术原则：（GB/T14285相关要求；后台监控功能参考智能变电站的基本技术原则：（子系统使用统一标准化、规范化的数据访问以及和调度等其它系统进行标准化交互。
智能变电站的基本技术原则：（和《变电站二次系统安全防护方案》的要求，进行安全分区、通信边界安全防护，确保控制功能安全。
传统变电站与智能（数字化）变电站对比：传统变电站智能变电站智能变电站的体系结构：（组件以及独立的智能电子装置。
智能变电站的体系结构的相关要求：（智能变电站的设备功能的新增要求：（控制网络化、状态可视化为基本功能，根据需要可集成计量、保护等。
宜就地安装。
支持顺控和在线智能变电站的设备功能的新增要求：（网络化控制等。
智能变电站的系统功能的新增要求：（作流程切换主接线，投退保护软压板，急停，图形界面可视化操作。
智能变电站的系统功能的新增要求：（障不造成系统问题，方便配置，工况检测报警，记录分析系统实时记录、分析。
智能变电站的系统功能的新增要求：（号保护、相量测量、故障录波等进行数据挖掘、多专业综合分析，将结果以简洁明了的可视化综合展智能变电站的系统功能的新增要求：（判断，实现站内自动控制装置（如备自投、母线分合运行）的协调工作，适应系统运行方式的要求。
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智能变电站功能架构和设计原则
摘要：电能是经济发展重要能源之一，变电站是电力供应系统重要组成部分。
随着科技进步，智能化变电站建设如火如荼。
本文就此分析智能变电站功能架构和设计原则。
关键词：智能电网；智能变电站；功能架构；设计原则
引言
在信息化时代，任何事物都向着智能化发展，唯有智能化服务才能提高工作效率，节省成本，提高经济效益。
国家电网概莫能外。
智能变电站是智能电网的重要组成部分，在提高运作效率、节省人力物力等各个方面都有着不可替代的作用。
智能化电站实现的目标不是一蹴而就，也不是遥不可及。
1.智能变电站概述
智能变电站具有先进的功能，在环保和服务用电方面比传统的变电站有显著的提高，不仅体现在自动控制、全站设备的一、二次保护等方面也比传统的变电站有不少的提高，主要的优势集中在以下几个方面：先进的状态监测、诊断和测控功能，与其他变电站和电力调度中心具有互动交流功能，变电站运行具有显著的经济性，还有采集、存贮和分析能力。
2.智能变电站设计原则
2.1存储保护设计
在智能变电站中，通过对数字信息平台的构建，能够对信息集中管理的目的加以反映，在信息集中存储管理中，冗余、转换、调用、集成信息模型等功能发挥良好，对电网互动技术支撑、信息提供等也有较大帮助。
针对信息共享，智能变电站设定统一融合标准，实现智能电网与变电站间无缝通信连接。
由于应用了分布式电源，智能电网效率与安全性有效提升。
2.2硬件集成技术设计
智能变电站硬件系统运行环境日益复杂，硬件集成技术应用，能有效克服以往硬件设计不足。
硬件系统设计要考虑自动化、智能化、集成化技术综合应用，应用功能模块化设计，提升硬件系统功能性。
2.3软件构件技术
软件构件技术需要以系统工程信息数据为基础实现变电站与设备系统自动重构。
软件构件是软件系统正常运行的基础，不但减少了功能软件集成与开发的重复性劳动，还加强了自身可靠性与系统间互动性并具有自愈能力。
3.智能变电站功能架构
3.1电子互感器
电子式互感器是基于光学技术、微电子技术、微机技术的非常规互感器，利用光纤传感或光电子技术来实现电压电流量的测量。
它从原理上避免了传统互感器的铁芯饱和、有开路和短路危险等诸多问题，具有不受电磁干扰、不饱和、测量范围大、效应频带宽，体积小重量轻等优点。
根据原理的不同，电子式互感器可分为有源型和无源型两类。
3.2交换机
交换机是常规变电站监控系统网络的重要组成部分，方便可靠的将全站的后台、远动、保护、测控等装置构成一个大的监控网络，实现遥测、遥信、遥控的实时可靠传输。
交换机在综合自动化变电站站控层已经得到大规模成熟的发展和应用。
随着智能变电站的推广，该技术在变电站过程层网络中得到了全面的推广
应用。
与站控层相比，智能变电站过程层的数据交换对可靠性、稳定性和实时性
提出了极高的要求。
交换机网络用于传输GOOSE、SMV等组播报文，导致过程层
网络报文流量较常规变电站交换机网络大大增加。
同时，过程层网络用于实现保护、测控装置与智能终端、合并单元信息的传输，网络的异常将直接影响到保护
动作的可靠性。
因此，交换机技术是否能够完全保证过程层网络的稳定可靠运行，特别是满足继电保护的要求就显得至关重要。
3.3数字化变电站组网
组网方式是否合理直接关系到变电站能否安全稳定运行。
智能化数字化变电
站的基本结构继承了分层分布式的特点，其功能在逻辑上被分配到3个不同的层(即过程层、间隔层和变电站层)中，连接三层设备的两个网络，分别是站控层网
络和过程层网络。
目前变电站通信网络拓扑物理结构主要有：总线型、星型、环
型拓扑。
3.4断路器智能控制装置
作为过程层的主要元件有传感器、合并单元、数字式断路器控制器、智能型
隔离开关控制器等，目前对于断路器操作技术的智能化尚处于研究、试验阶段，
实际工程应用的许多技术问题有待于解决。
与此同时，作为智能断路器技术的补充，断路器智能监视和智能控制技术得到了相应的发展和应用。
断路器监视系统
技术的主要特点在于有效监视断路器运行工况;断路器智能控制装置的功能在于将
原控制室内的操作控制回路下放到就地开关站。
3.5程序控制操作技术
随着110kV,35kVGIS的应用，出现了紧凑型结构的中低压开关柜应用模式。
这种开关柜可实现程序控制，开关柜的各项操作，如断路器分、合闸、断路器手
车移进移出、接地刀闸操作可以实现电动式控制;因此，分步操作用计算机软件实现，就可以将所有操作步骤固化在程序控制系统的软硬件中，以往的分部操作命
令可以通过综合令实现，实现操作程序模块化。
采取程序操作后可以大大简化变
电站内的操作步骤，最大程度地避免因人员因素造成的误操作，可直接接受调度
任务，省去变电站运行值班操作环节，节省大量人工，操作效率大大提高。
3.6二次设备
采用就地智能终端柜的方式是将间隔层按所内一次设备配置，完全物理分散，将保护、监控、计量和电源组柜分散布置在间隔内，一二次设备完全对应。
采用
智能组件室是将原来的二次小室拆散成数个组建室，布置到对应的一次设备旁边。
就地智能终端柜采用风扇和散热片进行散热，设备运行温度受外界环境影响大，
对二次设备的工艺提出了更高的要求。
此外，就地柜面临的另一个问题是无法做
到二次设备全天候检修，无法在大雨等恶劣的环境下进行抢修。
智能组件室能够
满足二次设备全天候检修及消缺的需求，同时由于加装了空调，使得二次设备运
行环境较智能组件柜大大改善。
现阶段，二次设备由于制造工艺问题，耐高温和
强电磁干扰能力有限，因此不建议大量采用就地智能终端柜的方式布置在户外。
智能组件室内的条件与常规二次小室类似，同时节省了电缆和光缆，是一种值得
推广的方式。
3.7综合智能组件
一般安置在一次设备旁，当采用电子式互感器和智能操作箱时，综合智能组
件相当于间隔层设备，要与过程层的采样值（SV）网和通用面向对象变电站事件（GOOSE）网通信，同时还要与站控层通信的制造报文规范（MMS）网通信。
变
压器综合智能组件包含本体智能终端、设备控制器、非电量保护和组件信息管理
单元以及计量单元。
智能组件信息管理单元集保护、测控、状态监测和录波功能于一体，是综合智能组件的“大脑”，担负着信息采集、各项功能的实现和对外交互功能。
组件信息管理单元未包含计量功能，主要是考虑计量涉及到计费系统，由于在管理上的特殊性，使得其不宜与测控、保护功能融合在一起。
保护、测控和状态监测功能是否可以融合在一起设计需要考虑设备对象和电压等级等因素，总体原则就是不能与电力系统相关标准或规程相违背。
结束语：
智能变电站采用了先进现代自动化技术、高效信息技术，可以高效高质的完成电力系统测量、控制和保护等本功能，保障电力系统安全稳定运行，研究智能变电站设计有利于提高技术水平，促进技术革新，实现对资源的优化配置。
参考文献
[1]毛国利.浅谈智能变电站关键技术设计原则及功能架构[J]. 中国电子商务, 2014(22):253-253.。