浅谈智能变电站的涵义与国内发展
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。
智能变电站基础知识(GOOSE、SV介绍)
智能变电站与常规站的区别
智能变电站常用名词解释
与常规站区别
工作站1 GPS 工作站2 远动站
工作站1 GPS
工作站2
远动站
站控层
IEC60870 IEC61850 -5-103
MMS
RCS 保护
RCS 测控
其他 IED
间隔层
PCS 保护
PCS 测控
其他 IED
GOOSE
电缆
传统开关
CT/PT
光缆
MU 智能单元
虚端子图示
GOOSE输入虚端子
GOOSE输出虚端子
SV输入虚端子
客户端介绍
客户端
请求服务器提供服务，或接受服务 器主动传输数据的实体，如监控系统等。
客服端工具：
IED Scout : 装置模型查看工具 RCS View 等等
谢谢
过程层
ECVT
传统互感器
传统开关
电子式互感器
智能化开关
传统变电站结构图
智能变电站结构图
工作站1 GPS
工作站2
远动站
工作站1 GPS
工作站2
远动站
站控层
IEC60870 IEC61850 -5-103
MMS
RCS 保护
RCS 测控
其他 IED
间隔层
PCS 保护
PCS 测控
其他 IED
GOOSE
电缆
智能变电站网络结构
• 三层两网 • 逻辑结构与物理结构 • 站控层与过程层网络独立
工作站1 GPS 工作站2 远动站
GPS
• 信息分类： 站控层/间隔层MMS、GOOSE;过程 层SV（目前220KV及以上等级采用常 规接线模拟量电流电压）、GOOSE;
我国建设智能变电站的必要性及其前景探析
沙漠 化等环 境 问题 的不断 凸显 ，需要 我们 更加合 理地利 用 资
源， 建 设 智 能 电 网是 改 善 环 境 问题 的 有 效 途 径 之 一 。 面 对 传 统 能 源 的 日益 短 缺 ， 需要 大力发展太 阳能 、 风能等 新能源 ， 这是保
站 智能化改造试点工程 。纵观我 国的智能变 电站 ， 从 １ １ ０ ｋ Ｖ北
全 等 方 面 的 问题 ， 我 国 需 要 大 力 发 展 智 能 电 网 。 智 能 变 电站 是 智 能电网体系 的重要组 成部分 ， 因此 需 要 重 点建 设 。本 文 将 从
我 国智 能变 电站 的建设情 况和 社会 效益层 面对 我 国建设智 能
变 电站的必要性进 行 了分析 ， 并 对 我 国进 行 智 能 变 电 站 建 设 的
纵观我国的智能变电站从110kv北川智能变电站至西泾220kv智能变电站从兰溪500kv智能变电站到世界电压等级最高的延安750kv智能变电站从国内首座以镜像方式进行布局的常熟南500kv智能变电站到首座330kv等级智能变电站可以看出我国的智能变电站建设在不断取得新的成绩和突破的同时技术也日臻完善并有效地缓解了供电压力电网结构也得到了有效地改善从而保证了我国供电系统的安全
一
旦 因设备故 障引起 重大 安全事 故 ， 轻则 导伤 亡， 这样 会给企业带来 巨大 的损失 。 为此 ， 煤矿企
业 的领 导 必 须 对 机 电 设 备 的安 全 管 理 工 作 予 以 高度 重 视 ， 并 通
煤 矿机 电设 备安全 管理 的好坏 ， 不 仅直接关 系到企业经 济 过一些有 效的途径不 断提高机 电设备安全管理水平 ， 以确 保设 效益， 而 且还会 间接影 响企业未来 的发 展。为此， 企业应 当尽快 各能够始 终处于安全运 行 的状态 ， 这不仅 能够确保生产有 序进
智能变电站的术语和定义
智能变电站的术语和定义1、智能变电站（Smart substation）采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，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的变电站。
几个关键词：智能设备：智能设备＝一次设备（含传感器）＋智能组件基本要求：全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化是整个智能变电的技术支撑体系，核心理念基本功能：功能内容没变，实现方式发生的非常大的变化，信心采集、测量、控制、保护、计量、监测的传输介质由二次电缆变成了光线、二次回路变成了以太网，控制逻辑变成了程序语言，高级功能：发展趋势（类似智能小区、智能家电），但目前的技术成熟性，可靠性应该还有待与运行经验的积累。
几个高级应用功能：智能诊断与状态检修、程序化操作、智能告警与故障综合分析系统、协同互动智能诊断与状态检修：增设以变压器、断路器、避雷器等为重点监测对象的在线状态监测单元，通过电学、光学、化学等技术手段对一次设备状态量进行在线监测，实现设备状态信息数字化采集、网络化传输、状态综合分析及可视化展示。
（问题：需一次厂家增设检测一次设备状态的传感器，并提供信号输出节点给保护厂家的监测设备（智能组件）变压器（油温、油位，绕组温度，铁芯接地电流，套管，局放，油色谱分析，油中气体、微水）；断路器（SF6压力、SF6含水、储能电机电流、分合闸时间、分合闸电流、电寿命在线监测分析诊断）；避雷器（泄露电流的全电流和阻性电流，动作电流动作次数）；在线状态监测单元等智能组件统一装设在智能汇控柜里问题：对一次设备加装设备状态传感器，二次设备增设相应的智能组件传感器对一次设备的安全运行的影响，二次智能组件的可靠性程序化操作：变电站内智能设备依据变电站操作票的执行顺序，由智能设备代替操作人员，自动完成操作票的执行过程。
智能电网技术发展现状及未来趋势分析
智能电网技术发展现状及未来趋势分析近年来，随着能源问题的日益突出以及新一轮科技革命的兴起，智能电网技术成为了全球关注的焦点。
作为能源行业的创新突破点，智能电网技术旨在通过数字化、自动化和智能化等手段来提高电网运行效率、优化能源配置、提供更可靠的电力供应。
本文将全面分析当前智能电网技术的发展现状，同时展望未来趋势。
首先，我们来看智能电网技术的发展现状。
智能电网技术的核心是信息通信技术（ICT）的应用，通过在电网中加入传感器、智能计算设备和通信网络，实现了对电网各个环节的实时监测、可靠安全的数据传输以及智能控制。
当前，全球许多国家都在积极推进智能电网技术的应用，尤以美国、中国、欧盟等地处于智能电网发展的前沿。
在中国，国家电网公司已经启动了“送变电”项目，建立起了全国性的智能电网示范区，探索智能电网技术应用的最佳实践。
同时，各大电力公司也纷纷投资于智能电网技术研发，并在一些城市开展了智能电网的试点工作。
在当前智能电网技术的发展中，一些具体技术成果已经取得了重要突破。
首先是基于大数据的电网状态诊断和预测技术，通过对海量数据的分析，可以快速准确地判断电网的运行状态，预测潜在故障，并及时采取措施进行修复。
其次是智能配电网技术，针对分布式发电、能源储存和电动车充电等新能源技术的快速发展，智能配电网可以实现对多能源的有效管理和优化，提高能源利用效率。
此外，智能电表技术、电能质量控制技术、电网安全保障技术等方面也都取得了积极的进展。
未来，智能电网技术仍然将继续发展并呈现出一些新的趋势。
首先是智能电网将更加普及和智能化。
随着技术的逐步成熟和成本的降低，智能电网技术将逐渐普及到更多地区和居民家庭。
同时，人工智能、物联网和云计算等新兴技术的不断涌现将进一步推动智能电网的智能化水平不断提升。
其次是智能电网将更注重能源的清洁和可持续性。
尽管传统能源仍然占主导地位，但新能源技术的快速发展将使智能电网更加注重清洁能源的集成和利用，推动能源体系的低碳化和可持续发展。
智能电网技术的发展及应用前景
智能电网技术的发展及应用前景随着社会的不断发展，人们对电力的供应需求也不断增加。
而为了更好地满足日益增长的电力需求，智能电网技术应运而生。
智能电网技术是一种通过信息化、智能化等手段构建高效、可靠的电网系统，提高能源利用效率，降低供能成本和环境损害。
本文将就智能电网技术的发展趋势和应用前景进行探讨。
一、智能电网技术的发展概述近年来，智能电网技术取得了长足的发展。
智能电网技术是由智能变电站、智能配电网、智能家居等构成的新一代电网系统。
与传统的电网相比，智能电网主要采用了先进的信息技术和智能控制技术，能够更加高效、可靠地运行，提高了各种设备的利用效率和运行质量，降低了能源的损耗，进一步加强了能源的可持续发展。
智能电网技术的核心是智能化，即通过自动化控制、智能传感、智能决策等手段实现对电力系统的高速实时精准地监测与分析判断，从而为电力的生产、传输、供应、储存等方面提供支持，实现了电力系统的高度自动化和智能化。
二、智能电网技术的应用前景随着社会电力需求规模的逐年增长，智能电网技术将会是未来电力行业不可忽视的方向。
具体来说，智能电网技术在以下几个方面有着广泛的应用前景：1、二次侧电网自动化管理电网自动化是智能电网技术的重要组成部分。
在传统电网中，许多设备都依靠人工控制，导致电网的可靠性差、运行效率低下。
而随着智能电网技术的不断发展，电网将会具有更加高效、可靠的自动控制系统，如自动抢修、自动隔离故障、自动充电等功能。
2、电力系统运行调度在电力系统的运行管理中，调度员将根据电力需求、设备状态、能源申报等信息进行多种决策，协调各类电源和负载的分配和控制。
而智能电网技术可以通过采集和分析大量的数据和信号，实现电能的可视化、全面控制，从而有效地提高电力系统的调度效率。
3、分布式能源的集成应用分布式能源是指在用户端通过各种技术手段进行的能源生成、储存、运输和使用。
随着可再生能源的逐年增多，分布式能源的发展逐渐成为了一种趋势。
智能变电站自动化系统
智能变电站自动化系统在当今电力领域，智能变电站自动化系统正逐渐成为保障电力稳定供应、提高电网运行效率和可靠性的关键技术。
这一系统的出现，不仅改变了传统变电站的运行和管理方式，更推动了电力行业向智能化、高效化的方向迈进。
智能变电站自动化系统，简单来说，就是利用先进的信息技术、传感器技术和自动化控制技术，对变电站的各种设备和运行参数进行实时监测、控制和保护的一套综合性系统。
它能够实现变电站的智能化运行、自动化控制、远程监控和故障诊断等功能，从而大大提高了变电站的运行效率和可靠性。
从功能上看，智能变电站自动化系统主要包括以下几个方面。
首先是数据采集与监控系统（SCADA），它负责实时采集变电站内各种设备的运行数据，如电压、电流、功率等，并将这些数据传输到控制中心，以便运行人员对变电站的运行状态进行实时监控。
其次是继电保护系统，它能够在电力系统发生故障时迅速动作，切除故障设备，保障电网的安全稳定运行。
再者是自动化控制系统，它可以根据预设的程序和策略，对变电站内的设备进行自动控制，如开关的分合、变压器的调压等。
此外，还有智能告警与故障诊断系统，它能够对变电站内出现的异常情况及时发出告警，并对故障进行快速诊断和定位，为运维人员提供有效的决策支持。
与传统变电站相比，智能变电站自动化系统具有诸多显著的优势。
其一，它实现了设备的智能化和数字化，大大提高了设备的可靠性和稳定性。
传统的变电站设备大多采用模拟信号进行传输和控制，容易受到干扰和衰减，而智能变电站采用数字信号，具有更高的精度和抗干扰能力。
其二，智能变电站自动化系统实现了信息的高度共享和集成。
通过统一的通信协议和网络架构，不同厂家、不同类型的设备可以实现互联互通，运行人员可以在一个平台上获取到全面、准确的变电站运行信息，提高了决策的科学性和准确性。
其三，它提高了变电站的自动化水平和运行效率。
通过自动化控制和远程监控，减少了人工干预，降低了运维成本，同时也提高了变电站的运行可靠性。
智能变电站简介
• 《智能变电站技术导则》给出的定义
采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，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化控制、智能调节、在线分析决策、协同互动 等高级功能的变电站。
7
下午3时28分
•1）数字化变电站的三层结构 •1-1）过程层 •包括：合并单元、智能终端（操作箱）。
•1-2）间隔层 •包括：保护装置、测控装置、电度表、网络分析仪、故障录 波器。 •1-3）站控层 •包括：监控主机、五防主机、远动装置、保信子站。
8
下午3时28分
•2）各层之间的连接 •2-1）组网方式连接 •过程层设备通过“过程层网络交换机（光纤以太网）”与间 隔层设备连接； •间隔层设备通过“间隔层网络交换机（电以太网）”与站控 层设备连接。 •2-2）“点对点”方式连接 •间隔层的保护、计量设备通过光纤直接与过程层的MU、智 能操作箱连接。 •优缺点：组网方式增加了交换机的负担，点对点方式增加了 MU及智能操作箱的负担。
• MMS Manufacturing Message Specification
MMS 即制造报文规范，是 ISO/IEC9506 标准所定义的一套用于工业控制系 统的通信协议。MMS 规范了工业领域具有通信能力的智能传感器、智能电 子设备（IED）、智能控制设备的通信行为，使出自不同制造商的设备之间 具有互操作性（Interoperation）。
智能变电站·服务模型
配置文件
描述二次设备的基本数 据模型与服务
描述一次接线、 二次设备和通信 系统（最完整）
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浅谈智能变电站的涵义与国内发展
摘要：随着我国科学技术水平的快速发展，电力基础设施不断完善，以智能变
电站为核心的信息化供电设备被应用在电厂中，大大提升了变电站的运营效率。
本文主要对智能变电站的涵义、概念以及国内的发展、未来发展趋势做了深入剖
析，以求推动智能变电站的可持续化发展。
关键词：智能变电站；电子式互感器；状态检修
前言：
智能变电站是电力系统发展的重要趋势，能够为人们提供更快捷、更舒适的电力服务。
智能变电站的发展和应用，推动了电力事业的跨越式发展。随着现代化科学技术的快速发展，
进一步优化和完善智能变电站运行，实现智能变电站的现代化、信息化和智能化发展。
一、什么是智能变电站
提到智能变电站，有必要先说一下数字化变电站，数字化变电站是由智能化一次设备
（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）构建，
建立在IE C61850通信规范基础上，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。数字化变电站是应用IEC 61850进行建模和通信的变电站，数字化变电站体
现在过程层设备的数字化，整个站内信息的网络化，以及开关设备实现智能化，而且设备检
修工作逐步由定期检修过渡到以状态检修为主的管理模式。智能变电站采用可靠、集成、低
碳、环保的智能设备，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。
由此可见，数字化变电站主要体现在技术上，采用电子式互感器、智能终端等。而智能变电
站是在数字化变电站的基础上建立起来的，它以数字化变电站技术体系架构为依托，其特征
更多的是体现在功能上，比如分布式状态估计，智能告警，站域控制等，从而全而实现变电
站站内的信息化、自动化、互动化、智能告警、故障分析与辅助决策，并基于统一标准实现
站间、变电站和调度间的信息交换。
二、智能变电站的几大特征
1、一次设备智能化
一次设备信息化的关键，是采用标准的数字化、信息化接口，实现融合在线监测和测
控保护技术于一体的智能化一次设备。
一次设备智能化的电气设备主要包括：电子式互感器（光电互感器）、智能组件、智能变压
器以及其他辅助设备。由于一次设备被检测的信号和被控制的操作驱动装置采用微机处理器
和光电技术，从而简化了常规机电继电器及控制回路的结构以及数字控制信号网络取代传统
的导线连接。
同时，由于电子式互感器（光电互感器）大规模使用，这也为一次设备智能化提供了基础。
数字化继电保护、在线检测等二次设备都被集中到了智能组件或一次设备内。可以说，智能
变电站的设备层集成了传统变电站过程层、间隔层的全部功能。
2、二次设备网络化
变电站内的二次设备，如继电保护、测量控制装置、远动装置、故障录波装置、无功
补偿、网络安全监测设备以及正在发展中的在线状态检测装置设备等全部基于标准化、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信，而不再出现常规功能装置重复的I/0现场接口，
通过网络真正实现数据共享、资源共享。可以说，二次设备网络化即是通过IEC61850协议、
光纤等设备实现分布式系统控制，从而代替总线方式，使得数据传输更加丰富、更加标准，
这也为智能变电站“全景”式监控提供了保证。
3、设备检修状态化
智能化一次设备通过先进的状态监测手段、可靠的评价手段和寿命的预测手段来判断
一次设备的运行状态，并且在一次设备运行状态异常时对设备进行故障分析，对故障的部位、
严重程度和发展趋势做出的判断，可识别故障的早期征兆，并根据分析诊断结果在设备性能
下降到一定程度或故障将要发生之前进行维修。
通过传统型一次设备智能化建设，可以实时掌握变压器等一次设备的运行状态，为科
学调度提供依据；可以对一次设备故障类型及寿命评估做出快速有效的判断，以指导运行和
检修，降低运行管理成本，减小新生隐患产生几率，增强运行可靠性。
三、智能变电站发展现状及前景
1、智能变电站标准、规范相继发布，为智能变电站建设提供了依据
2009年12月，国家电网公司发布了《智能变电站技术导则》，《导则》对智能变电
站的技术原则和体系架构，设备层、系统层及辅助设施的技术要求，以及智能变电站的设计、
调试验收、运行维护、检测评估等环节的要求作出了规定，确定了智能设备及系统功能的定
义，充分展现了智能变电站技术前瞻、经济合理、环境友好、资源节约等先进性。2010年2
月，国家电网公司发布了《110（66）千伏一220千伏智能变电站设计规范》和《330千伏-
750千伏智能变电站设计规范》，统一了66750 kV智能变电站设计标准，规范了各类型智能
变电站设计、设备的工程技术要求和配置原则。设计规范涉及各类型智能变电站的智能一次
设备、电子互感器、设备状态监测、变电站自动化系统、过程层网络交换机、高级应用功能
等，填补了智能变电站设计领域空白，将进一步提高智能变电站建设效率和效益。
2010年3月和4月，国家电网公司又相继发布了智能变电站测控单元、网络交换机、
继电保护、智能终端、合并单元、智能控制柜等技术规范及智能变电站自动化系统现场调试
导则，为设备标准化、调试验收提供了标准依据。
2、一些智能变电站的相继投产运行，实现了从数字变电站到智能变电站的重大突破，
为今后的智能变电站建设积累了经验。
智能变电站是智能电网中的一个重要环节和组成部分。为了尽早形成智能变电站设计、
建设经验和成果，加快推进智能电网建设，国家电网公司于2010年8月提出了“四确保一争
取”的目标，即确保江苏西径220 kV、四川北川110 kV，山东黄屯110 kV，湖南金南110 kV
智能变电站于2010年年底前投产，争取陕西延安750 kV智能变电站2010年12月底前完成
土建施工、一次设备安装、二次设备厂内联调，树立智能变电站标杆。
在国家电网公司相关部门的精心组织下，“四确保一争取”目标已圆满实现，这是国家
电网公司建设坚强智能电网的重要里程碑，标志着坚强智能电网建设取得了重大突破。
3、智能变电站的发展前景
智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测等技术日趋成熟和
逐步推广应用，已非常成熟的自适应技术在继电保护方面的应用取得重大突破，全数字化的
变电站自动化系统大面积推广即将成为事实。
目前，光电式互感器已经进入实用化阶段，国内外均已开始生产实用化产品，并均有
挂网运行的例子。智能开关处于理论研究阶段，国外已有实验性产品问世，国内还处于实验
室研究阶段。智能变电站的发展主要是在全数字化变电站的基础上，引入智能的专家决策系
统和控制系统。针对分布式电源大量并网对电压质量影响问题，智能变电站可与配电自动化
系统有机结合，建立大功率的智能储能系统。为了适应电力市场化和与用户互动性的要求，
可将通信网络扩展到用户端，通过动态电价等手段调节用户用电方式、增强用户用电积极性，
合理用电。同时将用户用电信息反馈到专家决策系统，实时调节控制策略，更好地为用户服
务。
结束语：
综上所述，智能变电站有安装周期缩短，运行维护工作量少，可靠性高等特点，是变
电站自动化技术的发展方向和必然趋势，智能变电站的建设应从生产上的迫切需要出发，考
虑技术上、管理上的现实可能，积极推动我国变电站基础行业的革新。
参考文献：
[1]吴疆，对智能电网若干基础性问题的思考[J]，中国能源，2010，32（2）：26-29.
[2]罗明志，智能电网综述[J]，中国电力教育，2010（16）：239-241.