浅议智能变电站设计及建设

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1、浅议智能变电站设计及建设【摘要】随着经济社会的高速发展，社会生产以及人们生活对电力需求日益增长，国家电网公司提出了建设坚强智能电网，其承载着降低能耗、科学发展和有效利用能源、推动新兴产业技术进步的使命。智能变电站是统一坚强智能电网的重要组成部分，文章以某智能变电站建设为例，探讨智能化变电站与常规变电站的区别，具体分析智能变电站智能一次设备、自动化系统及智能化状态监测功能的设计与实现方式，提出该站投运后出现的问题并介绍其解决办法，为后续智能变电站建设提供成功范例。【关键词】智能变电站；设计；智能一次设备；自动化系统；智能化状态监测简单来说，智能电网

2、就是电网的智能化。智能电网建立在双向的通信网络基础上，将高级测量体系、传感技术、通讯技术、高温超导技术和储能控制等新技术成果应用于传统的物理电网；引入了新的智能产品和服务，能互动地满足现代用户对电能质量的高要求，并通过技术手段确保供电的安全性和可靠性，能减少运输过程中的电能损耗，促进生态环境的改良，进而推进可持续经济的发展。智能电网浓缩世界技术革命精华于一身，是最先进的通讯、IT、新能源、新材料、新设备等产业和技术的集成，直接为社会服务，有利于开辟电力行业管理的新时代，推动了电力基础设施的革命性升级智能变电站是坚强智能电网建设中实现能源转换和控制

3、的核心平台之一，是智能电网的重要组成部分。目前，中国国内变电站的主要模式有常规变电站与数字化变电站2种。常规变电站存在采集资源重复，系统多套，厂站设计和调试复杂，互操作性差，标准化、规范化不足等问题；数字化变电站则缺乏相关标准规范、缺乏相关评估体系和手段以及过程层设备稳定性和可靠性有待验证等问题。这些问题都影响了变电站生产运行的效率，不利于电网安全运行水平的进一步提高，因此迫切需要一种新的变电站模式。1.智能化变电站与常规变电站的区别根据中国国家电网公司发布的《智能变电站技术导则》,智能变电站是采用先进、可靠、集成、低碳及环保的智能设备，以全站信

4、息数字化、通信平台网络化和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、在线分析决策及协同互动等高级功能的变电站。与常规变电站相比，智能变电站在概念上已经发生了根本性的改变，主要体现在以下两个方面：(1)在常规变电站的综自系统中不存在过程层设备。智能变电站的基本架构有三层：过程层、间隔层和站控层。过程层包含由一次设备和智能组件构成的智能设备、合并单元和智能终端等，完成电能分配、传输、变换及测量、控制、状态监测等相关功能。常规变电站中没有过程层设备，因此,保护、测控装

5、置对一次设备的控制和各种信息的采集均通过大量电缆的连接来实现，这种连接方式既不能够达到一、二次设备之间的彻底隔离，也容易造成二次系统的复杂性，难于设计。(1)常规变电站中各种二次装置与后台之间、远方调度主站之间的通信规约繁杂多样。目前，常用的通信协议包括DNP,103,104,MODBUS等等，大量的规约转换容易造成“四遥”系统的不可靠，难以达到智能电网变电站集约化管理、协同互动的要求。由国际电工委员会制定的通信标准IEC61850是全面规范智能化变电站自动化通信体系的新标准，该标准的制定推进了智能变电站中各种应用系统之间的无缝通信以及站内各自动

6、化设备之间集成应用的实现进程。在具体的实现形式上，智能变电站中还引入了智能设备的概念，这是高压设备智能化的简称，即一次设备和智能组件的有机结合体，具有测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化和信息互动化的特征，因此，可以认为实现高压设备智能化的关键技术就在于智能终端的设计与实现。2•智能化变电站的设计、建设实例及实现方式该智能变电站是省投入运行的智能变电站，其设备型式、二次回路、监控系统组网方式及程序化操作、在线检测技术等均与传统的综合自动化变电站存在较大差异。1.1智能一次设备的实现一次设备作为电网的基本单元，其智能化程度关系到智能电网的

7、整体水平。一次设备要实现智能化，首先要扩展监视控制与数据采集系统(SCADA)的数据采集范围与内容，实现设备状态的实时监测分析，即一次设备运行状态的完全可视。只有在一次设备实现智能化后才能通过对其所上送的各种数据进行分析，判断运行状况，以决定何时检修、检修什么部件等，达到真正意义上的状态检修。相比智能二次设备技术的不断更新，智能一次设备技术的发展较为滞后。传统一次设备几乎没有数据采集功能，要达到智能电网要求，必须对其进行技术更新或改造。目前传统一次设备实现智能化的实现方式主要有两种：①由智能组件负责数据采集功能，传感器元件则内嵌于一次设备本体，此

8、种方式下一次设备与智能组件之间主要采用电缆进行连接；②数据采集单元安装于一次设备上，由智能组件对采集的数据进行处理分析并上传至间隔层、站