智能变电站及技术特点

摘要：本文首先介绍了智能化技术的方案实例，然后探讨了智能化技术的实现，供相关工作人员参考。 关键词：智能变电站；技术特点；

中图分类号：tm411+.4 文献标识码：a 文章编号：

与传统的变电站形态相比，智能化变电站通过对变电站内各种实时状态信息的获取和共享，高度集成了变电站内的各种功能，实现各种功能的灵活分布和重构。智能变电站中所应用到的各种先进技术不仅改变了变电站的传统架构，加强了变电站与电网内其他设备之间的信息交互共享，而且更好地实现了分层分布的控制管理方式，优化了站内的资源，进一步提高了变电站运行的可靠性和安全性。

一、智能化技术方案实例

某110kv 变电站建立在iec 61850 通信技术规范基础上，按分层分布式来实现变电站内智能电气设备间的信息共享和互操作性。从整体上分为三层: 站控层、间隔层、过程层。站控层配置双站控层服务器，站控层集成工程师站、vqc( 电压无功综合控制) 、接地选线、一体化五防功能。站控层与间隔层保护测控等设备采用iec61850 － 8 － 1 通信协议，双网以太网配置模式。间隔层配置采用集中式保护测控一体化装置，按照不同电压等级母线段进行集中，考虑到集中式保护的检修方便和运行可靠性，所有集中式保护测控装置进行双重化配置。间隔层从过程终端采样采用iec61850

－ 9 － 2 通信协议，与过程终端单元采用goose 通信协议。

1) 110kv: 2 条110kv 线路的测控保护及进线备投功能由1 台集中式保护测控装置实现，双重化共配置。

2) 主变: 1 台主变的主保护、高中低压侧后备保护测控、录波等功能由1 台集中式保护测控装置实现，双重化配置共配置。 3) 35kv: 4 条线路、1 个分段的保护测控功能由2 台集中式保护测控装置实现，每段母线配置1 台，保护双重化2 段母线共配置4 台。

4) 10kv: 5 条线路、4 台电容、1 台所变、1个分段的保护测控功能由2 台集中式保护测控装置实现，10kv 部分保护双重化配置，每段母线配置2 套保护装置，10kv 共4 套保护装置。

过程层设备采用星型网络的实现模式，采用合并单元、智能终端二合一的过程终端，实现数字采样信号的采集和开关刀闸等信号的采集，过程终端户外组屏就地安装于开关旁边。

5) 110、35kv 电压等级互感器在传统互感器的基础上通过加装电压、电流转换装置实现数字量的采集; 10kv 电压等级互感器全部更换为电子式互感器，各间隔配置数字化电度表，电度表组屏安装在主控室。

全站系统网络图分为站控层网络和过程层网络，变电站层与间隔层之间采用电以太网通信;间隔层和过程层之间采用星型光纤以太网络。过程层网络上有通用面向对象变电站事件(goose) 、ieee

1588 对时、采样值( sav) 报文，即三网合一模式。 二、智能化技术的实现 1 统一建模

在现有的变电站通信标准中，iec61850 规约体系最为完善。相对于基于报文结构的传统规约，iec61850 有明显的优势，如应用面向对象技术、采用数据对象统一建模、提出系统的分层结构、将映射的方法和具体网络独立、提供基于scl 的系统配置管理等。它是一个开放式的变电站自动化体系，避免了繁琐的协议转换，实现了来自不同厂家的ied 之间的信息共享和良好互操作性，从而提高了系统的稳定性，避免了重复投资，降低了系统维护成本。 2 集中式保护测控装置的应用

集中式保护测控装置是按照实现每一段电压等级不同的母线上所有的设备的保护、测控功能设计而开发的; 主变按照一个独立的间隔来配置一套集中式保护测控装置实现主变所有保护、测控功能。

该变电站有110kv 线路两条，采用一台集中式保护实现; 主变间隔配置1 台集中式保护装置完成变压器所有的电气量保护( 包括差动保护、高、中、低后备保护测控) ; 35kv 电压母线两段，每段母线上所有设备由一台集中式保护测控装置实现保护测控功能; 10kv 电压母线两段，每段母线上所有设备由一台集中式保护测控装置实现保护测控功能。鉴于检修方便，集中式保护测控装置冗余配置，组屏安装在主控室内。集中式保护测控装置采用模块化设计，

每个间隔设备保护功能完全独立，所有保护功能完全按照成熟的保护原理及配置原则，装置电源模块采用冗余配置，保证装置电源可靠性。

3ieee1588 网络对时的应用

智能变电站中数据的实时性对网络时钟的同步要求非常高。ieee1588 定义了一种用于分布式测量和控制系的精密时间协议，其网络对时精度可达亚μs 级，是应用于iec61850 智能化变电站的理想对时方式，鉴于ieee1588 高精度的分布式网络对时特点，ieee 1588 的交换机和以太网芯片有成熟的商业应用后，ieee 1588 网络对时很好地解决了智能化变电站中对时问题。景东智能变电站间隔层、过程层采用ieee1588 网络对时， 结合支持ieee1588 的交换机， 实现ieee1588 对合并单元、保护装置的精确对时。整站不设置单独的对时网，采用ieee1588 对时、goose 网、sv 网三网合一的模式。该模式不仅节约了变电站建设的成本，也是在智能变电站技术的一种有益的尝试。

4 基于goose 报文共享程序化操作应用

goose 网替代了传统ied 间硬接线的通信方式，为逻辑节点间通信提供了快速高效的方案。goose 报文不仅可传输状态信息、模拟量信息，还可传输时间同步信息，在实现网络化连接的同时极大地节省了二次电缆的敷设，降低了变电站建设和维护的成本。 程序化操作功能以间隔层设备为主体，间隔层集中式保护测控装置通过goose 网络对变电站间隔设备的运行状态切换实现了一键

式智能操作。与传统的站控层分步操作相比，操作过程更加优化，操作步骤更加简练，使变电站倒闸操作更加安全快捷，有效避免了误操作，提高了电网运行的可靠性。具备直观的图形界面。减少人工参与是智能化的一个重要体现。 5 网络化备自投应用

本站改变了传统变电站备自投的模式，完全采用了网络化备自投，以实现备用电源之间的切换。网络化备自投是以网络化方式在goose 网络底层就地实现网络化备自投，直接利用过程层网络集中采集的各级母线电压、进线电流、相关开关刀闸位置等信息交互，结合当前运行方式，根据运行策略和当前的状态以及功能逻辑判别，使测控装置通过计算分析向过程层设备发送控制命令。与常规备自投装置相比，取消了专用的备自投装置及各保护之间的连接线，避免了各间隔信息的重复采集，网络化采集和传输减少了信息传输环节，提高了备自投动作的可靠性。 6 网络化低频低压减载应用

网络化低频低压减载，将母线运行信息通过网络集中采集、集中处理、集中逻辑判断，并将得出的减载信息通过网络发送到各间隔层设备就地执行。与常规的低周低压减载装置相比，减少了信息的重复采集和定值的分散重复整定，使动作逻辑更加简洁，进一步减轻了整定校验工作量。 三、结束语

智能变电站应在研究报告、技术导则、实施规范的基础上，结合

对数字化变电站保护测控装置的研发经验而进行建设。 参考文献

［1］ 国家电网公司． 智能变电站技术导则［m］． ［2］高翔，张培超． 数字化变电站的主要特征和关键技术［j］． 电网技术，2006，30 ( 23) :

［3］李瑞生，李燕斌，周逢全． 智能变电站功能架构及设计原则［j］． 继电器，2010，38( 21)

［4］常康，薛峰，杨卫东． 中国智能电网基本特征及技术进展评述［j］． 电力系统自动化，2009，33 ( 17)

［5］杨佳松，张浩，牛志刚． 基于iec61850的ied 数据建模研究与实现［j］． 华东电力，2007，35 ( 8)

［6］吴忆，连经斌，李晨． 智能变电站的体系结构及原理研究［j］． 华中电力，2011，24( 3)