一种智能变电站一体化信息平台的设计方案研究_杨臻
第39卷第3期2012年5月
华北电力大学学报
Journal of North China Electric Power University
Vol.39，No.3May ，2012
一种智能变电站一体化信息平台的设计方案研究
杨
臻，赵燕茹
（中国电力科学研究院，北京100192）
摘要：从智能变电站一体化信息平台与调度一体化功能协调的角度分析了智能变电站站控层一体化信息平台的功能需求与技术特征，总结了一体化信息平台当前研究和建设现状，提出了一种未来智能变电站一体化信息平台的构建方案。该平台统一和简化了智能变电站的数据采集，形成唯一性、一致性的基础数据和信息，以标准的方式实现变电站内外实时数据及信息的交互和共享，并保留与电力数据网及其他软件的良好接口。方案结构紧凑，设备布置简洁，降低工程综合造价与设备维护工作量，是一种智能变电站一体化信息平台的远景设计方案。
关键词：智能变电站；一体化；信息平台；数据及通信服务器；设计方案中图分类号：TM76
文献标识码：A
文章编号：1007－2691（2012）03－0059－06
Design and study of an integrative information
platform for smart substation
YANG Zhen ，ZHAO Yan-ru
（China Electric Power Research Institute ，Haidian District ，Beijing 10092，China ）
Abstract ：This article analyzed the functional requirements and technical characteristics from the point of view of inte-grative scheduling coordination with integrative information platform for smart substation．The current status of research and construction of integrative information platform for smart substation were summarized ，and a kind of future integra-tive information platform for smart substation was put forward．The data source of smart substation was harmonized and simplified ，and the uniqueness and consistency of the base data and information were ensured．The interaction and sha-ring of the real-time data both in and out of the mart substation was implemented by unified stands．At the same time ，the function of intelligent information platform could be extended by retaining good interface with power data network and other third-party software．The advantages of this design were compact structure ，simple equipment layout ，less project costs and maintenance work load．This design is a future plan of integrative information platform for smart sub-station．
Key words ：smart substation ；integrative information platform ；data and the communication server ；design
收稿日期：2012－03－15．
0引言
智能变电站（smart substation ）是采用先进、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。［1］
作为智能电网6
环节之一，智能变电站为智能电网提供坚强可靠
节点支撑，而“一体化信息平台”被视为解决功能集成、采集信息唯一、结构紧凑的有效手段。
［2 5］
当前对于一体化信息平台的研究与论著也常见于各种规范、论文中，但受多种原因制约，尚未实现全功能整合的智能变电站一体化信息平台。当前研究中，各方对一体化信息平台的未来发展方向与形式尚未达成统一，常被描述为“统
华北电力大学学报2012年
一信息平台”、“全景信息平台”等，但其实质均为“智能变电站一体化信息平台。”［6，7］
本文立足于现在，着眼于未来，在分析智能变电站一体化信息平台研究与建设现状的基础上，提出了一种智能变电站一体化信息平台的设计方案，并分析其关键技术与实现方法。平台以互为热备用的3台冗余配置数据及通信服务器为主体结构，构成于站控层，完成智能变电站全部信息处理分析的基本功能与高级应用功能。
1一体化信息平台的研究与应用现状
1.1各子系统信息仍相对独立
传统变电站的自动控制部分多采用分立系统的方式，如远动系统、自动化系统、数据采集系统、PMU系统、计量系统等子系统。这些系统所需信息均来自一次设备的基础数据部分，各个数据采集及信息系统都存在着交叉重复采集、利用率不高、数据及信息内容不一致、时间不统一等问题，形成了以纵向层次多、横向系统多为主要特征的“信息孤岛”，［1］且无法实现数据的共享与统一，造成无法统一建模。同时，多个子系统需配置多台主机，分别处理各自事物，造成设备复杂、易出故障等问题，增加了维护工作量。
与传统变电站相比，智能变电站信息的获取方法与利用方式均发生了根本性的变化。智能变电站二次系统的设计是基于IEC61850标准，将智能变电站通信网络的设计分为过程层、间隔层与站控层。一体化信息平台构建了站控层，仅保留对过程层和间隔层的接口。过程层包括智能单元、合并单元（MU）；间隔层包括各种测控装置、保护装置等。站控层主要包括用以完成监控功能、远动功能、PMU系统等智能变电站各功能的设备。目前，在站控层层面已将部分功能进行了整合，例如操作后台［8］、操作员站、五防工作站的整合等，但是各子系统（远动系统、数据采集系统、保护及故障信息系统等）的信息采集和处理仍相对独立，未实现信息一体化采集。远动功能、PMU、计量等功能并未实现任何形式的一体化。
1.2电气设备在线监测数据未被合理利用
智能变电站是智能电网建设的重要组成部分，电气设备在线监测是智能变电站的重要特征，是智能变电站的核心设备之一，其是通过电气设备在线监测系统［9］，对电气设备状态参数自动采集，在线分析，实现状态检修、状态可视化，并根据设备的状态对设备进行评估、分析，采取相应的应对措施，为高压电气设备的控制、为电网优化运行以及为高压电气设备的优化检修提供不可替代的信息支撑。现状是电气设备在线监测数据仅变压器局放、断路器局放、变压器油谱数据、避雷器泄露电流等一小部分参数得到了采集应用，大量（这些信息包括油浸式电力变压器的气体聚集量、油压、油位等；组合电器及敞开式SF
6
断路器的气体压力、温度等。［10］）能够反映电气设备运行状态与可靠性指标的数据并未有效采集与合理利用。目前，智能高压电气设备的研发与应用正大规模推进，但智能变电站一体化信息平台并未具备相应的数据采集与分析处理能力，大量有用可用的信息仍被浪费。［11］
2一体化信息平台的功能与技术特征
2.1一体化信息平台的主要功能
智能变电站的一体化信息平台应理解为通过监控主机等硬件设备实现全站信息统一接入、统一存取访问、统一分析计算并对外出口载体。文献［12］中描述了“平台”的主要要求：统一和简化变电站数据源，形成基于同一断面的唯一性、一致性的基础信息，以统一标准的方式实现变电站内外的信息交互和信息共享，形成纵向贯通、横向导通的电网信息支撑平台。
智能变电站是智能电网的关键节点，要完成其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，就要求其有准确的基础数据、强大的数据分析能力及与调度的良好接口。智能变电站需根据调度要求上送数据，而调度的需求也随着智能调度的推进逐步丰富与完善，越来越多能支持电网优化运行的数据渐为调度所重视。因此，智能变电站一体化信息平台在功能设计时需紧跟调度需求，尽量与调度一体化平台的功能设计相对应。智能高度与变电站一体化信息平台功能对应关系见表1。
06
第3期杨臻，等：一种智能变电站一体化信息平台的设计方案研究
表1智能调度与变电站一体化信息平台功能对应表
Tab．1Functional comparison table of integrative scheduling
and integrative information platform
调度一体化
平台功能
智能变电站一体化信息平台功能
实时监控运行监视数据采集
可视化展示
操作控制站内遥控基本功能
防误闭锁基本功能
智能操作票高级功能
顺序控制高级功能
无功优化及
负荷控制
高级功能
生产管理运行监视设备管理基本功能
检修管理高级功能
运行维护基本功能
综合分析功能信息综合分析基本功能
智能告警高级功能
数据辨识高级功能
辅助应用电源监测基本功能
环境监测基本功能
安全防护基本功能
调度一体化平台构建了实时监控类、调度计划类、调度管理类、生产管理类等功能。对于智能变电站，构建运行监视类、操作控制类、运行管理类、综合分析与辅助应用类。运行监视类包括数据采集与处理、可视化展示电网运行数据和设备运行工况；操作与控制类包括站内遥控、防误闭锁、顺序控制、智能操作票、无功优化、调度控制等；运行管理类包括设备管理、检修管理、运行维护等；信息综合分析与辅助应用类包括数据辨识、智能告警、信息综合分析、电源监测、环境监控、安全防护等。
2.2一体化信息平台的技术特征
智能变电站一体化信息平台具体应包含以下主要特征：
（1）统一的数据共享
统一从各IED获取信息，并存储在数据库中。实现数据的统一处理，统一建模，形成基于同一断面的唯一性、一致性基础信息，供各应用子功能统一存取访问并采用统一的数据接口经调度数据网与调度端进行信息交互。
（2）融合的高级应用功能
以站内数据信息唯一、建模统一、数据统一处理为基础信息，将各功能高度集成，实现站内SCA-DA、远动系统、PMU、计量、保护及故障信息系统、备自投、低频解列、安全稳定控制、高压电气设备状态监测、辅助控制［13 15］等各子系统的的融合。实现对外统一接口。满足远动信息为直采直送的原则。
（3）双向传输的安全信息流［16］
统一访问接口，在监控系统上实现站端信息向调度、调度和其他侧相关信息到站端的双向流动。保证数据的安全可靠计算与传输，构建一体化监控系统的安全分区方案。
（4）紧凑易扩展的系统功能
智能电网与智能变电站尚处于高速发展阶段。随着变电站对端（调度端、生产管理系统等）功能的不断完善，一体化信息平台需要采集、分析与上传的数据量不断增加，功能也将更加完善，因此，站控层一体化信息平台的设计应易于扩展、升级、改造与维护，紧随科技发展的脚步，为智能电网大运行、大调度提供有力支撑。
2.3
一体化信息平台的功能结构
图1一体化信息平台功能结构示意图
Fig.1Functional structure diagram of integra-
tive information platform
一体化信息平台功能结构如图1所示。一体化信息平台的最底层是硬件设备与接口，完成与过程层、间隔层设备（录波器、IED等）的连接，完成基础数据的采集。经网络通信后，基础数据上传并保存到数据库。为保证数据的唯一性，高级应用功能、基本功能、其他功能在需要进行数据处理时统一从数据库中提取数据，分析完毕后的结果再放入数据库中。
16
华北电力大学学报2012年
3未来一体化信息平台的设计
3.1未来一体化信息平台的设计基础
一体化信息平台实现了智能变电站纵向信息标准，横向信息共享。这就要求一体化信息平台在设计时必须保证结构紧凑合理、信息准确与一致、可靠与安全、适应性强、可扩展性强。［17］IEC61850是国际电工委员会TC57制定的关于变电站自动化系统通信网络和系统的标准体系。［18］其主要目的是使不同制造厂商的产品具有互操作性，使它们可以方便地集成到一个系统中去。因此，IEC61850系列标准是搭建未来一体化信息平台的基础。
IEC61850不仅是一个通信协议，其为智能变电站的设计提供了标准。它定义了系统概貌、数据模型、抽象通信服务、映射到实际的通信网络、IED的配置语言、测试等多个方面。采用IEC61850系列标准的设备及建设的智能变电站，由于数据模型统一、通信协议统一、服务模型统一、物理网络统一、工程数据交换格式统一、一致性测试标准统一，因此在站控层得到的基础数据统一。这就说明，不论站控层上的哪个设备从站控层网络上取得的基础数据是相同的，唯一的。解决了常规变电站设备规约繁多、网络结构复杂、接线繁琐等一系列问题，起到了“一体化信息”的作用。不断扩展的IEC61850标准体系为未来智能变电站一体化信息平台建立了良好的基础。
为适应智能变电站建设的需求，本文提出未来的“智能变电站一体化信息平台”设计方案，该设计方案将是完全基于IEC61850及其扩展标准，［19］面向各子系统应用的架构，具有很强的模型表达能力，可以方便地扩展站控层应用功能，将统一和简化变电站的数据源，形成唯一性、一致性的基础数据及信息，支持对安全隔离装置的透明交互数据，以统一标准的方式实现站内外信息交互和共享，为电力系统的保护和控制、运行及维护管理提供基础数据支撑。
3.2体系结构与解析
分别从一体化信息平台结构和数据及通信服务器内部逻辑结构方面进行解析。
（1）一体化信息平台结构
一体化信息平台结构如图2所示。
基于数据
图2未来智能变电站一体化信息平台结构图Fig.2Structure block of future integrative information platform
及通信服务器的高可靠性要求，冗余配置3台数据及通信服务器，构成智能变电站一体化信息平台的全部。“冗余”是指“具有相同设备功能的热备用系统”，当主设备出现故障时，冗余设备是可以立即使用的替代设备。各服务器均设置有管理模块，完成故障时的自动配置、故障记录与无缝切换，大幅提高可靠性。也就是说，单台数据及通信服务器完成完全相同的功能。
冗余配置的3台通信与数据服务器构成了一体化信息平台，使得智能变电站内部不再有“子站”和“子系统”的概念。同时，平台保持良好的对外接口与可扩展性，可随着技术与需求的发展以软件的形式逐步介入更多高级应用功能。平台对下连接站控层和间隔层设备（录波器、测控、保护等装置），为站内智能化分析应用提供来源唯一、标准化、全面的信息数据和统一的面向模型的数据接口。对上连接调度数据网，做到与主站的联通。
与现有技术比，未来的智能变电站一体化信息平台，高度集成智能变电站站控层所有高级应用的需求，形成了一体化信息平台，集成了如数据采集与监控系统、远动功能、PMU、一次设备在线监测系统等智能变电站所有功能系统，完全符合智能变电站电气二次功能集成和信息一体化的要求；同时，借助于信息共享机制，含有一体化信息平台的智能变电站更容易与调度与控制中心、相邻变电站或者用户等进行信息交换，能够与智能一体化调度相匹配。越来越多的高级应用功能，为高压电气设备的智能控制、为电网优化运行提
26
第3期
杨臻，等：一种智能变电站一体化信息平台的设计方案研究
供支撑。在此基础上进行的运算、分析与决策支撑将是准确的及可信的。智能变电站一体化监控系统是智能调度一体化平台的基础，未来将得到大力推广。而且，
在保证系统可靠性的前提下，最大限度地减少了设备数量与设备间的连接；与现行较通用的智能变电站站控层设计方案相比，至少可减少主机数量2台和各子系统主机，相应减少了设备维护工作量，
降低工程综合造价
。图3
单台数据及通信服务器结构图
Fig.3
Structure block of single data and communica-tion server
（2）数据及通信服务器内部结构
单台数据及通信服务器结构如图3所示。主要包括智能变电站过程层和间隔层数据的采集、数据辨识、数据估计、数据及信息的分类、动态共享、信息分析处理、智能传输、控制指令下达、实时数据和历史数据的存储等，覆盖智能变电站自动化系统的全部基本功能及高级应用功能。同时辅助系统信息采集与分析的数据也通过安全的隔离方式存储在数据及通信服务器中。每台数据及通信服务器均配置有与过程层和间隔层设备的接口，以及连接调度主站和故障信息主站等接口。服务器内配置有专用数据库，用以存储采集来的实时数据以及经分析处理后的历史数据。完成智能变电站信息及自动控制系统等功能所需的数据全部由数据库提取，而不是直接从过程层和间隔层采集信息。3.3
数据采集与数理技术
采集各IED 信息、变电站状态监测信息，包括功率、电流、电压、断路器位置等。IEC61850系列标准已解决了数据一致性的问题，在数据处理方面尚有数据预处理技术、
数据封装技术、数据辨识技术、数据估计技术、数据及信息的分类处理等技术需进一步研究。［20 25］
3.4
实时与历史数据库技术
一体化信息平台系统对实时性要求高，必须
有一套高速的、完整的数据库管理系统与之相适应，满足各种应用的要求。按照数据类别，分别建立实时和历史数据库。实时数据库用来存放由各IED 采集的实时数据，历史数据库用来存放历史数据及处理后的数据。要求两数据库能建立良好的互访机制以及高速的对外存储联系，完成新旧数据校验、数据组织、数据模型建立等功能。［26］
数
据库容量需满足对全景数据的存储要求。3.5
IEC 61850与IEC 61970信息协调技术当前，变电站站端采用IEC61850标准，调度端采用IEC61970标准。IEC61850面向对象的建模思想为变电站内部所有的信息流进行统一建模。该技术实现的关键是要对模型进行统一建模，不仅要全面覆盖变电站内涉及的数据信息，同时要满足不同厂家的要求，对有差异的部分要协
调沟通，为此制定了系统全面的信息模型规范，成为智能变电站建设的关键技术之一。IEC 61970
中的数据模型称为公共信息模型（CIM ）
［18］
。CIM 是一个抽象模型，是一种描述电力系统所有对象逻辑结构和关系的信息模型，其中包含变电站的层次模型和量测模型。IEC61970规定了变电站的所有一次设备的详细信息以及一二次设备的关联关系等信息。为此，由IEC TC57负责制定控制中心与变电站的信息模型的共享和协调，
为做到站端和调度端的无缝连接，
IEC61970的公共信息模型CIM 和IEC61580的模型必须融合起来，真正实现调度主站和变电站的信息共享
［27 31］
，实现“一
个体系，一个模型、一个通信协议”，尚待解决。
4结论
随着技术的升级，使得在单一机器中完成远动、保护、监控、五防等所有变电站所需功能成为可能。当前已开展了各种形式的子系统融合等技术研究，均是为未来变电站一体化信息平台远景目标的实现奠定了基础。
本文展望了未来智能变电站一体化信息平台的发展，首次提出了配置3台完全相同数据及通信服务器构成一体化信息平台，完成智能变电站
3
6
华北电力大学学报2012年
的全部数据采集、分析处理、上传等功能，使得智能变电站二次系统向紧凑化、高效集成化发展。未来智能变电站一体化信息平台简化了变电站站控层设备与连接，减小了设备购置成本、维护工作量与设备故障概率。智能变电站一体化信息平台远景目标的实现使得智能电网建设更加快速、合理，信息利用更为有效、便捷，是我国智能变电站引领技术发展的具体体现，将大大促进智能高压电气设备、变电自动化设备的产业升级，社会和经济效益显著。
该一体化信息平台为远景方案，尚需计算机技术、电力自动化技术等相关关键问题的研究突破。一体化信息平台同时涉及管理、专业整合等问题，需要逐步推进，在智能变电站建设中不断总结经验，完善设计，分阶段实施。
参考文献：
［1］Q/GDW383－2009智能变电站技术导则［S］．北京：国家电网公司，2009．
［2］常康，薛峰，杨卫东．中国智能电网基本特征及其技术进展评述［J］．电力系统自动化，2009，33（17）：14－
15．
［3］张文亮，刘壮志，王明俊，等．智能电网的研究进展及发展趋势［J］．电网技术，2009，33（13）：1－11．
［4］陈树勇，宋书芳，李兰欣，等．智能电网技术综述［J］．电网技术，2009，33（8）：1－7．
［5］陈文升，钱唯克，楼晓东．智能变电站实现方式研究及展望［J］．华东电力，2010，38（10）：1571－1573．［6］曹楠，李刚，王冬青．智能变电站关键技术及其构建方式的探讨［J］．2011，39（5）：63－68．
［7］薛晨，黎灿兵，黄小庆，等．智能变电站信息一体化应用［J］．电力自动化设备，2011，31（7）：110－114．［8］舒逸石，马丽丽，于培杰．智能电网中智能后台的功能实现［J］．电工技术，2011，9（4）：70－73．
［9］韩月，耿宝宏，高强．智能变电站变电设备在线监测系统研究，东北电力技术［J］．2011，（1）：17－20．［10］刘有为，肖燕，许渊．智能高压设备技术策略分析［J］．电网技术，2010，（34）l2：12－14．
［11］鲁东海，孙纯军，王晓虎．智能变电站中在线监测系统设计［J］．电力自动化设备，2011，31（1）：134－137．［12］刘振亚．智能电网技术［M］．北京：中国电力出版社，2010.179－180．
［13］祁忠，笃峻，王开宇．智能变电站数据源端维护技术方
案探讨［J］．江苏电机工程，2011，30（3）：48－50．［14］谷月雁，司刚，刘清瑞．智能变电站中顺序控制的功能分析与实现［J］．电气技术，2011，1：58－62．
［15］温一黄．电力系统状态估计的发展思路［J］．北京电力高等专科学校学报，2010，（11）：27－29．
［16］刘振亚．智能电网知识读本［M］．北京：中国电力出版社，2010.13－14．
［17］郝晓光，何磊，高志强．智能变电站应具有的功能及建设策略分析［J］．河北电力技术，2009，28（11）：27－
29．
［18］谭文恕．变电站通信网络和系统协议IEC61850介绍［J］．电网技术，2001，25（9）：8－12．
［19］王冬青，李刚，何飞跃．智能变电站一体化信息平台的设计［J］．电网技术，2010，34（10）：21－25．
［20］苏永春，汪晓明．智能变电站全景数据采集方案［J］．电力系统保护与控制，2011，39（2）：75－79．
［21］孙晓明．智能变电站中的数字化数据采集及传输系统［J］．山东电力技术，2011，（4）：18－20．
［22］杨立波，杨玉瑞．全景数据分析系统在SCADA系统中的应用［J］．河北电力技术，2008.27（5）：15－17．［23］吴琼．基于IEC61850的变电站自动化系统通信网络［J］．上海电力，2010，6：347－352．
［24］李勋，龚庆武，杨群瑛，等．基于数据挖掘技术的保护设备故障信息管理与分析系统［J］．电力自动化设
备，2011，31（9）：88－91．
［25］张斌，孙士稳．云计算和智能变电站分布式计算［J］．信息系统工程，2010，（8）：141－142．
［26］明媚，焦丽梅．面向应用的数据库服务器性能优化方法研究［J］．计算机工程与应用，2004，（34）：179－
182．
［27］张滨，阮鸿飞，马平．IEC61850与IEC61970信息共享研究［J］．电力学报，2009，24（10）：405－408．
［28］柳明，何光宇，IEC61850/IEC61970保护模型的协调［J］．电力系统自动化，2006，30（22）：7－11．
［29］杨光．IEC61850、IEC61970与电力系统信息一体化［J］．上海电力，2006，6：573－576．
［30］郭凌旭，李华．基于IEC61970标准的EMS电网接线图形转换研究［J］．青海电力，2009，28（1）：52－56．［31］王志南，吴文传，张伯明，等．基于IEC61970的CIS服务与SVG的研究和实践［J］．电力系统自动化，2005，29（22）：60－63．
作者简介：杨臻（1981－），女，工程师，研究方向为变电设计技术；赵燕茹（1960－），女，高级工程师，研究方向为变电设计技术。
46
智能变电站技术发展与创新研究
智能变电站技术发展与创新研究 发表时间：2019-01-03T15:57:42.773Z 来源：《基层建设》2018年第33期作者：陈雯1 谢风飞2 [导读] 摘要：近年来，我国电网建设飞速发展，智能变电站已成为电网重要组成部分。 1 国网江西省电力有限公司都昌县供电分公司江西省九江市 332000； 2国网江西省电力有限公司九江供电分公司江西省九江市 332000 摘要：近年来，我国电网建设飞速发展，智能变电站已成为电网重要组成部分。智能变电站在电力系统中对电网安全和稳定运行有着直接的影响。智能变电站的优越性和经济性，决定其必将是今后变电站的发展趋势。 关键词：智能变电站；发展；创新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，推动了电网的现代化、信息化和智能化。 1 智能变电站概述 智能变电站是指采用先进、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。智能变电站具有以下特点： 1.数字化全站信息。数字化全站信息是指实现一次、二次设备的灵活控制，并具有双向通信功能，可以通过信息网进行管理，满足全变电站信息采集、传输、处理、输出过程完全数字化。 2.网络化通信平台。变电站能根据实际需求灵活选择网络拓扑结构，利用冗余技术增强系统可靠性；互感器的采样数据可通过过程层网络同时发送到测控、保护、故障录波及相角测量等装置，从而共享了数据；利用光缆代替电缆可大幅度减少变电站二次回路的连接线数量，同时提高了系统的可靠性。 3.标准化信息共享。标准化信息共享就是形成基于一致的断面的唯一性、一致性基础信息，一致的标准化信息模板，通过一致的标准、一致的建模来实现变电站里外的信息交换和信息共享。 4.互动化高级应用。互动化高级应用就是实现各种变电站里外高级应用系统相关对象之间的互动，全面满足智能电网运行、控制要求。 2 智能变电站的功能 智能变电站与常规变电站相比具有以下功能： 1.提高电压质量，抑制谐波和振荡。随着负荷的不断增加和电网结构的不断扩大，电网会承担更多的电力电子器件，容性负载导致系统中的电压谐波污染和振荡问题已日益突出。智能变电站应具有保证系统电压水平，抑制电压谐波和振荡的能力。 2.高度集成化控制平台，智能自动控制。智能变电站构建需要借助计算机技术的发展，随着变电站发展的智能化，高度集成的控制平台将成为智能变电站不可或缺的一部分。利用嵌入式技术实现在线操作系统，建立站内全景数据的统一信息平台，供各子系统统一数据，标准化、规范化存取访问并于调度等其他系统进行标准化交互。智能自动控制将是智能变电站智能功能中的核心部分。 3.标准的通信体系，快速、高质量的通信效果。智能变电站将是一个庞大的，集测量、分析、控制于一体的智能系统，保证系统之间各功能模块快速、高质量的通信将是系统功能实现的关键。应实现无线网、以太网等多种方式通信，实时选择最佳通信网络。数字变电站智能化的功能之一就是充分考虑到用户的需求，应利用调度信息系统，加强与用户的互动。在用户端安装通信设备，间接实现变电站——用户双向通信：智能变电站将能提供用户分时分段用电的指导信息，用户反馈的用电情况和需求趋势将作为智能变电站分析决策的参考。 4.智能化的监视系统，安全兼容分布式电源。智能化的监视系统主要采集一次设备状态信息，进行状态可视化展示并发送到上级系统，为实现优化电网运行和设备运行管理提供基础数据支撑。对网络所有节点的工况监视并在故障时报警，实现包含谐波、电压闪变、三相不平衡等监测在内的电能质量监测、分析与决策，为电能质量的评估与治理提供依据。 3 智能变电站的的技术创新 智能变电站应当实现设备融合、功能整合、结构简洁、信息共享、通讯可靠、控制灵活、接口规范、扩展便捷、安装模块化、站网一体化等特点，应包括以下先进技术创新： 1.智能变电站技术体系、技术标准及技术规范研究。在对智能电网的国内外现状、技术体系、实施进程及发展趋势进行追踪、分析和评价的基础上，研究智能变电站与数字变电站的差异，给出智能变电站的内涵、外延和应用范围。 2.一次、二次设备智能化集成技术研究。涉及变压器、开关设备、输配电线路及其配套设备、以及新型柔性电气设备等电力系统中各种一次设备与控制、保护、状态诊断等相关二次设备的智能化集成技术。 3.智能变电站全景信息采集及统一建模技术研究。主要指智能变电站基础信息的数字化、标准化、一体化实现及相关技术研究，实现广域信息同步实时采集，统一模型，统一时标，统一规范，统一接口，统一语义，为实现智能电网能量流、信息流、业务流一体化奠定基础。智能化信息采集系统与装置研究，利用基于同步综合数据采集同时适用于传统变电站和数字化变电站的新型测控模式，实现各类信息的一体化采集，包括与智能变电站有关的电源、负荷、线路、微电网的全景信息采集。 4.智能变电站系统和设备模型的自动重构技术研究。研究变电站自动化系统中智能装置的自我描述和规范；研究基于以太网的智能装置的即插即用技术；研究变电站自动化监控系统对智能装置识别技术、自动建模技术；研究当智能装置模型发生变化时的系统自适应和系统模型重构技术；研究自动化系统对智能装置的模型进行校验，对智能装置的功能及其模件进行测试、检查的交互技术；研究当变电站运行方式发生变化时，智能测控和保护装置在线自动重构运行模型的方法，后台系统自动修改智能装置的功能配置和参数整定的技术；研究自动化系统在智能装置故障时对故障节点的快速定位、切除和模型自适应技术。 5.间歇性分布式电源接入技术的研究。风能、太阳能等清洁能源可再生并网发电（称为间歇性电源）直接接入电网，将对电力系统运行的安全性、稳定性、可靠性以及电能质量等方面造成冲击和影响，对电力系统的备用容量提出更高要求。智能化变电站作为间歇性电源并入智能电网的接口，必须考虑并发展对应的柔性并网技术，实现对间歇性电源的功率预测、实时监视、灵活控制，以减轻间歇性电源对电网冲击和影响。
智能一体化电源系统的特点及应用分析 李仕章
智能一体化电源系统的特点及应用分析李仕章 发表时间：2019-07-05T14:49:07.790Z 来源：《电力设备》2019年第4期作者：李仕章 [导读] 摘要：伴随着时代的发展和进步，我国的整体科学技术水平及经济水平都在不断提升，智能化技术不断发展。 （深圳供电局有限公司广东深圳 518000） 摘要：伴随着时代的发展和进步，我国的整体科学技术水平及经济水平都在不断提升，智能化技术不断发展。智能一体化电源系统在自动化水平以及资源整合等方面发挥着独特的优势，存在着较大的应用空间。为了满足人们不断发展的需要，变电站已经完全实现了智能化，自动化，其目的就是保障供电的安全可靠程度。伴随着电力运行的进一步发展，对于变电站智能一体化电源系统的研究也越快越深入，提升智能一体化电源系统的技术，实现设备的自动切换，自动启动，保障用电的安全性，相比较传统变电站的电源系统，该种方法更加科学，更加高效。本文首先分析了智能一体化电源系统的基本构成，然后分析了智能一体化电源系统的基本特征。结合实例总结了智能一体化电源系统的应用情况，最后分析了智能一体化电源系统的设计可行性。 关键词：电力；智能一体化；电源系统；特点；应用 1.前言 科学技术水平的不断提升，使得电站运行引进了越来越多的先进技术，特别是智能变电站的建立，对一些新技术的应用也是越来越广泛，在很大程度上提升了供电的安全性，极大的满足了经济发展的需要。常规的变电站使用的电源是由直流，交流，不间断电源，通信电源等几种不同类型的电源组成，在自动化水平提升，资源整合等方面仍然有待于进一步提升和优化，常规的站用电源无法满足新型变电站的发展需要。而智能一体化电源将直流电源，交流电源，不间断电源，通信电源等有机的整合起来，应用前景十分广泛。 2.分析智能一体化电源系统的构成 变电站智能一体化电源系统将直流电源，交流电源，UPS，通信用直流变换电源等有机的整合起来，形成直流电源蓄电池组，监控工作统一完成。智能一体化电源系统从设计，生产，到安装，服务都是由同个厂家完成的。相比较常规站用电源系统，智能一体化电源系统的通信电源直接从两段直流母线拉专用馈线到通信电源柜，然后经过DC/DC转化为通信电源，不需要额外配置蓄电池组，将独立的UPS取消，采用逆变器直接挂于直流母线上。 智能一体化电源系统与一体化健康模块完成整合，实现了各个子系统通信的网络化，监控网络借助以太网接口，综合自动化系统实现通信，通信信息实现共享，系统实现开放。 图一：一体化智能电源系统图 3.智能一体化电源系统的特征 3.1设计一体化 智能一体化电源系统最显著的特征就是设计一体化，一体化的特征表现为屏柜的数量极大减少，系统更加紧凑，外观上看更加协调，并且一体化设计能够实现在同一个监控平台上的对所有交直流电源同时完成监控，不同的设备均按照统一规定将综合自动化系统接入，这样一来就解决了不同厂商提供的设备通信规约存在不兼容的问题。 3.2实现网络化监控 实现了网络化的监控。一体化电源系统的每一个子系统都是借助通信网络连接的，通信管理模块健康器全部采用统一的通信规约建立起信息化的平台，对于子系统实现网络化的监控，保障不同的子系统之间结合的有效性，保障了管理整体的高效性。 3.3实现管理集约化 智能一体化电源系统实现了管理的集约化。整个电源系统只需要由一组专业人员对于全站的电源进行维护即可，所以人力资源的调配难度系数大大降低，节省了人力成本，同一个厂家提供从设计，到生产，安装，后期服务等的工作，问题解决的效率极大提升，减少了采购，协调沟通所带来的成本。 3.4提升了电源管理水平 相比较传统的变电站的电源管理体系，智能一体化电源系统对于站内的电源能够实现更加准确，更加快捷，更加及时的管理，结合系统的不同设置的数据完成报警处理，此外还能够对处理的结果进一步判断，结合不同情况采用站用电和电池管理，输出控制等一系列的操纵，将厂家提供的所有的电源进行统一化的设计，生产，安装，更好的解决所有站用电源的问题，节约了采购协调沟通的成本，促进了电力电源的整体管理水平不断提升。 4.智能一体化电源系统的实际应用分析 下面结合具体的实例，探讨智能一体化电源系统的具体应用情况。例如山东某供电公司的220kv智能变电站投入了一套智能一体化的电源系统，该系统采用了一体化的设计模式，对于常规的占用电源进行了系统的优化和完善，配置了一体化的智能监控器，运行稳定，可靠，实现了既定的目标，有良好的经济效益和社会效益。相比较传统的占用电源系统，智能一体化电源系统将功能，协调，维护等三个方面的工作有机的整合起来，成效显著，主要表现如下。首先从电源的设计源头出发，智能一体化电源系统更加节能，更加经济，更加环保，重复配置的情况减少，从而大大节约了生产成本，维护成本也降低了很多，保障了良好的经济性，比较智能一体化电源系统和常规的
智能变电站交直流一体化电源系统的研究与应用
智能变电站交直流一体化电源系统的研究与应用 伴随着我国科技水平的发展，智能技术被广泛应用在各个领域中。交直流电源智能化运行是通过整合交、直流电源实现的，为供电用电的一体化提供了解决方案，能有效地提高运行的稳定安全性，从而提高了变电站电源管理能力。而交直流一体化电源系统具有集成度高、管理简便等优势，可集中监控和管理多套电源系统，提高了多套站用电源系统蓄电池组的共享性，随着交直流一体化电源系统方案的广泛应用，其所存在的问题急需从根本上进行解决（包括标准化程度不高、各品牌间的兼容性差等）。为确保变电站的可靠运行，提出全模块化电源系统方案，以期提高维护效率并降低维护成本，为提高交直流一体化电源系统的标准化程度提供参考。 标签：智能变电站;交直流一体化;电源系统;研究;应用 引言 变电站内部供电系统的稳定运行是供电可靠的前提。近年来，随着互联网与自动化技术的发展，数字化与智能化设备被大量的应用于变电站中，为提高电源管理的可靠性具有积极的意义。传统变电站电源系统由直流部分、交流部分、UPS、通信系统等构成。各个子系统的设计制造到现场的安装调试由不同的生产厂家对应负责，后期运行维护也由相应的专业人员负责检修。随着智能变电站系统的成熟发展，较多智能变电站在投运后逐步提出了交直流一体化电源设计。在智能变电站设计运行中，将传统变电站各个子系统实现统一化设计、统一化安装配置、统一化监测控制。采用直流变换器直接接入直流母线代替了通信蓄电池组，应用智能终端，合并单元等装置，采用庞大的交换机组。因此，改变传统变电站的不足，使智能变电站的电源更加可靠、合理。此外，技术更加先进，减少人力资源投入，实现自动化设计具有现代化的意义。 1智能变电站交直流一体化电源系统现状 常规变电站中分散设计电源系统逐渐被淘汰，新诞生的智能变电站交直流一体化电源系统得到了广泛应用，很大程度上方便了变电站的使用与管理。现下，有关智能变电站交直流一体化电源系统的研究包含： （1）如何可靠且稳定的将智能站交流电源启动切换实现的问题; （2）电力专用逆变电源产生能够影响负载设备的一些干扰，如被电气隔离的电源直流、交流输出与输入或动态瞬变、杂讯干扰等。同时，旁路控制逻辑维修中，任意运行状态下的不间断电源得以在维修旁路开关闭合下而连续供电且不会遭受影响的问题; （3）交直流变换电源模块、高频开关电源自主稳流、均流及稳压方面，同时整机效率、电网冲击、浪涌彻底消除及抗干扰能力，开机软启动问题等;
智能变电站设计及研究
中文摘要 变电站是电力系统中不可缺少的重要环节，它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。变电站作为输配电系统的信息源和执行终端，要求提供的信息量和实现的集成控制越来越多。因此，目前的变电站迫切需要一个简约的、智能的系统，实现信息共享，以减少投资，提高运行、维护效率。这些运行和管理的需求使智能变电站成为变电站自动化系统的发展新方向。随着计算机应用技术和现代电子技术的飞速发展，开展智能变电站的设计及研究具有重要意义。 本设计主要研究内容如下： 首先，阐述智能变电站的研究背景、基本概念及技术特征、研究现状，提出了智能化变电站主要支撑技术；其次，进行智能变电站技术特征及架构体系的研究，提出了智能变电站的主要技术原则及技术特征，并对三层两网结构的智能变电站的架构体系进行了详细的介绍，详细分析了过程层网络和站控层网络的结构；作为智能变电站的主要通讯手段，本文对智能变电站的IEC61850通讯标准进行了详细的介绍。 在介绍智能变电站的主要支撑技术、技术原则、技术特征及通讯标准后，对智能变电站的高压设备技术特征、组成架构进行了介绍，并对智能变压器、智能开关设备进行了初步设计。 最后，基于上述的工作，对智能变电站二次设备与监控系统进行进一步的研究，给出了智能变电站站控层设备集成优化设计方案及完成了智能变电站在线监测系统多层分布结构设计。并以220kV、110kV电压等级为例，给出了220kV电压等级智能变电站通用设计三层两网设计方案及110kV电压等级智能变电站通用设计三层两网设计方案。 关键词智能变电站，架构体系，三层两网，IEC61850，在线监测系统 Abstract Substation is an important part of the power system, it is responsible for the heavy tasks of power conversion and power redistribution, and plays an important role in the safety and economic operation of power grid. Substation, as the information source and executive terminal of power transmission and distribution system, requires more and more information and integrated control. Therefore, the current substation urgently needs a simple and intelligent system to realize information sharing, so as to reduce investment and improve operation and maintenance efficiency. These requirements of operation and management make the Smart Substation become a new direction of substation automation system. With
智能移动一体化电源系统的研制 宋光辉
智能移动一体化电源系统的研制宋光辉 发表时间：2017-11-30T09:04:01.447Z 来源：《电力设备》2017年第21期作者：宋光辉辛向君陈学海栾茜 [导读] 摘要：目前，国内的直流电源车生产厂家是将发电机、蓄电池、充电装置、馈电开关等电源装置装配到封闭的柜体内，再将柜体固定到卡车地盘上，结构与应急交流电源车相似。 （国网烟台供电公司山东烟台 264000） 摘要：目前，国内的直流电源车生产厂家是将发电机、蓄电池、充电装置、馈电开关等电源装置装配到封闭的柜体内，再将柜体固定到卡车地盘上，结构与应急交流电源车相似。国外公司目前没有相关的产品和技术，需要进行智能移动一体化电源系统的研制。 关键词：智能移动；一体化电源；研制 1研制的背景 变电站直流充电设备或蓄电池出现故障时，将会影响站内保护系统的正常工作。主要是电池生产装配时，不当焊接造成的。比如虚焊、假焊，电池经一段时间的运行后，就出现了开路现象。这种情况比较恶劣，一旦充电设备再出现异常，整个变电站将会失去直流供电，因此这种情况，工作维修人员必须第一时间赶到现场，如果是一节出现开路可以将此节短接，如果是2节以上必须马上更换蓄电池组，所以备用电池在该种情况下非常重要。对于只有一组电池的变电站，在更换充电设备或电池组时，为保证变电站的安全运行，必须使用备用直流电源。雷击、暴风雪等不可抗力因素或者是站用变压器、交流配电屏等出现问题将会导致站用电源的消失，蓄电池在满容量下一般能持续供电的时间不会超过20小时，因此要及时处理。提供必要的应急直流供电设备显得非常重要。 2.研制的目的 直流电源车的关键技术问题是蓄电池快速充电，而常规的阀控式铅酸蓄电池充电速度很慢，需要10个小时之多，所以必须采用可以快速充电的蓄电池，卷绕式蓄电池或者锂电池是首选之列； 要解决蓄电池的可靠性问题，常规的蓄电池的串联供电方式必须改变，多组24V/12V蓄电池经过升压变换器后再并联的方式可以解决单节蓄电池开路或容量降低而造成整组蓄电池正常供电问题； 直流电源车大部分时间是处于在静置状态，应急使用的时间较少，所以电源车的状态记录及维护很重要，电源车状态记录和维护提示报警（微信、短信提示，电话通知方式）是区别于变电站直流系统的特别之处； 直流电源车防水、防尘、减震设计以及车载交流发电机静音设计是影响直流电源车质量和安全运行的重要因素，也是区别于站用直流电源设备的不同之处。 3.关键技术的研究 3.1蓄电池快充技术 20世纪80年代以来，美国产螺旋式卷绕蓄电池一直以超级启动电流，强大的抗震能力，以及卓越的高低温性能和超强的循环使用寿命而收到广大车迷的追逐，BMW，奔驰，JEEP等高端车型一直以螺旋式卷绕蓄电池为标配的电池.该电池采用的螺旋结构专利为1973年生效，2003年正式年满失效.但是因为其生产工艺以及配方的问题，全世界几乎很少有厂家可以生产类似的产品，而该电池的特点是：拥有卓越的高低温性能，可在-55℃~75℃下工作，-55℃下可正常启动放电充电，高温80℃时电池不变形不鼓胀，更不会有爆炸的危险.充电非常迅速：40分钟内可充入95%以上的电量，当您的电池电量在使用绞盘或者音/视频系统而耗尽的时候，能快速充满电，满足您的再次使用需求.超长寿命，浮充设计寿命10年，启动次数最少可达到15000次.结构坚固，抗震性强，至少能承受4G（33HZ）震动12小时以及6G震动4小时，是普通电池是4倍，根统计电池失效的主要原因之一就是震动.电池无游离电解液，可向任意方向放置工作，由于内部结构为螺旋式，并且硫酸全部被电池隔板吸附，所以电池内部没有流动的液体，即使倒置工作也不会漏液.超强的高倍率放电能力，启动电流是传统电池的三倍，极高的耐小电流深放电能力.存放2年仍有启动电量，相对普通电池每三个月就必须充电来说，卷绕电池则让您省心得多. 卷绕式蓄电池无与伦比的性能成为移动电源车蓄电池的首选，快速充电性特性及抗震性是我们这个课题特别看重的两个特点。 蓄电池充电升压并联模块。为了克服蓄电池串联带来的固有隐患问题，本课题将18节蓄电池串联（36V）作为1组，108节蓄电池总共分为6组，每组电池有自己的充电和升压装置，36V（或48V）电压通过升压模块升压到220V直流，这样的一组单元，我们称之为智能电池组件，同样的6个电池并联作为系统的合闸母线，这样一节或者多节蓄电池故障引起的故障问题就大大减少了，。 4.对项目的检测 智能辅助系统为电池及功率系统创造稳定、安全和可靠的运行环境，并具备紧急状态下的报警和处理能力。智能管理装置包含 3 个功能模块：运行状态估计、故障分析处理、运行模式控制。微网智能终端保护装置采集开关状态信息并上报给智能管理装置，智能管理装置的运行状态估计模块分析出当前微网的运行方式，并下发给智能终端保护装置，智能终端保护装置自适应地切换到合适的保护配置；当微网内发生故障时，智能终端保护装置上报故障信息，智能管理装置中的故障分析处理模块通过对不同故障信息的分析，确定故障区域，并向故障涉及的智能终端保护装置下发跳闸命令，隔离故障；运行模式控制模块负责微网在并网转孤岛或孤岛转并网时，对并网联络开关及分布式电源的控制。硬件功能单元一般有温湿度烟雾监测、温湿度自动控制、手/自动一体新型消防灭火、数字化网络视频监控及门禁、断电应急照明及声光报警、安全接地网络及防雷等。智能辅助系统的功能目标是进行智能化自动管理，实现无人值守。 5. 结语 移动箱式电源系统具有集成度高、占地少、灵活性强、便于安装和移动等优点。可配合风光发电并网使用，有效弥补新能源的随机性、间歇性和不稳定性，改善电能质量，协助电网调峰，提高电网稳定性；接入配电网末端，有效提高供配电能力，实现动静态电网支
智能变电站运维模式探究
智能变电站运维模式探究 发表时间：2016-10-13T15:35:53.330Z 来源：《电力设备》2016年第14期作者：蒲寅 [导读] 在信息技术的带动下，智能变电站的应用范围进一步扩大，在确保电力输送系统的安全可靠前提下，为人们的生产生活提供了更多的便利。 （国网青海省电力公司海东供电公司青海省海东市 810600） 摘要：在信息技术的带动下，智能变电站的应用范围进一步扩大，在确保电力输送系统的安全可靠前提下，为人们的生产生活提供了更多的便利。相对于传统的变电站运维模式来讲，智能变电站的运行维护工作要求更高，其最终目的是提高电力系统运行的稳定可靠，减少风险的发生，从而满足社会发展对于电力能源的多层次需求。据此本文就从管理的角度入手，对当前智能变电站的运维模式进行了分析和研究。 关键字：智能变电站；运维模式；管理控制 智能变电站的技术支持是以计算机技术、控制技术以及通信技术等为主的，在先进技术的支持下对电气一次设备、二次设备等进行调控，进而完成自动化、智能化以及信息化管理的过程。随着我国电力事业的长足发展，智能变电站设施越来越完善，这就为电力系统的高效运行提供了技术上的保障，减少了运行的风险，可以为国民经济提供更为可靠的电力支持，对于它的运维管理也是极其重要的一项工作，使其功能发挥的内在必需。 1.智能变电站运维模式 智能变电站作为科学技术创新发展的产物，它的运维模式内容主要涉及到变电站的建设、运行周期的确定、工程的验收以及日常的检查和维护等等，相对于传统的变电站来说，它的电力输送管理和输送过程控制更为规范有序，可以有效确保电力系统运行的稳定可靠。从它的实际应用来看，它的功能作用可以归结为两部分，即对电力系统的控制、检测以及警告报警，这两个作用都是确保电力系统正常运行的重要保障，也是电力输送不可缺少的一种措施，最终目的是减少系统运行风险的产生，提供供配电质量。 实际上，在整个电网的运行中，智能变电站属于是一个智能节点，调度中心的调度人员按照自身的意愿，把所要执行的指令信息传输给变电站，智能变电站的工作人员可以根据指令对数据信息进行汇报、操作以及记录等，这一系列工作的实现是自动完成的，这样也就确保了电网系统运行的安全性和稳定性。 2.智能变电站运维模式现状 2.1巡视模式 从当前实际来看，智能变电站的运维模式并不是很理想，它的基础是巡视检修工作，巡视人员在对变电站多个系统环节进行巡视检查时，可以及时发现其中存在的问题，进而解决处理。而当前电网规模不断扩大，电负荷急剧增加，它所存在的问题一方面来自于设备管理的复杂化，另一方面来自于工作人员的技术水平不足，在不同的电压等级中，变电站的巡视工作模式会有较大的差异，具体如下所示： 2.2检修模式 智能变电站的检修模式包含有三方面内容：第一，检修周期安排。在这方面内容中，需要先对设备所需要进行检修的原因进行分析，正常状态下，可以依据变电站内实际运行周期来完成检修；第二，检修内容。根据故障检修的条件，要根据设备故障所带来的一系列影响来确定检修的周期和内容，在正常检修状态下，一般是对重要设备进行清扫和试验为主；第三，检修现状分析。这方面需要依据设备运行的实际年限、设备故障发生的时间以及故障范围的大小等来灵活制定检修计划，一方面要注重预防性检修，另一方面还要进行预知性检修，做到防患于未然。 3.智能变电站运维模式的具体分析 3.1状态巡视 对智能变电站进行状态检修离不开科技信息技术的支持，在先进技术的应用下可以保证巡检的彻底完整。在传统的状态巡检模式下，存在着分析不准确、信息统计不健全的现状，但是智能化的状态巡视则不同，它有三种形式，第一，图像监视系统和安全警卫子系统，它包含有视频服务器、录像设备以及编码器设备等等；第二，火灾自动报警子系统，它包含有探测器、信号模块以及手动报警按钮等；第三，环境监测子系统，它包含有温度传感器以及湿度传感器等等智能化设备。 3.2状态检修 相对于传统的设备检修工作来说，状态检修具有一系列突出特点，首先，在功能发挥方面，它的可靠性非常高，而传统的电力检修工作存在着较大的随意性，很难再检修周期内发现故障，但是，状态检修就具有明显的实时性，可以在故障出现前发现问题，并采取措施解决，进而保证了电气系统运行的稳定性；其次，这种检修方式具有明显的经济性特征，它在故障发生之前就可以发出警报信息，实现对电力设备的准确分析和评价，也就避免了电力设备出现较大的停电现象，减少了经济损失；第三，它的目的性很强，依据变电站电气设备的结构构成特点和实际运行的数据，可以准确判断出设备是否发生了故障。 3.3成效效果分析 在状态巡视模式下，智能变电站的检修制度会愈加完善，这对电力企业的专业管理以及设备管理水平的提升是具有重要促进作用的。在没有采用这种巡检模式之前，在电网的变电系统结构中，主要采用的是统一固定的周期巡检模式，而且在实际巡视中也没有明确的重点，而在采取状态巡视之后，对于巡视周期可以进行及时的调整，这样就可以大大减轻运行人员的工作压力。此外，从运检质量角度来考虑的话，采用科学的方式可以对变电站进行有效检修，有利于电网系统的安全水平提升，与此同时，还可以降低智能变电站中的运维成
变电站交直流一体化电源的解决方案
1 引言 站用电源是变电站安全运行的基础，随着变电站综自化程度的越来越高以及大量无人值班站投运，相应提高站用电源整体的运行管理水平具有非常重要意义。笔者认为，站用电源始终需要立足于系统技术来研究和发展，根据实际问题、发展现状提出发展思路。现有站用电源在资源整合、自动化水平、管理模式等方面都还存在很大的优化空间，结构紧凑、经济可靠的变电站交直流一体化电源模式具有广阔的应用前景。 2 传统站用电源现状分析 传统变电站站用电源分为交流系统、直流系统、UPS 、通信电源系统等，各子系统采用分散设计，独立组屏，设备由不同的供应商生产、安装、调试，供电系统也分配不同的专业人员进行管理。这种模式存在的主要问题： （1）、站用电源自动化程度不高。由不同供应商提供的各子系统通信规约一般不兼容，难以实现网络化管理，系统缺乏综合的分析平台，制约了管理的提升。 （2）、经济性较差。站用电源资源不能综合考虑，使一次投资显著增加。 （3）、安装、服务协调较难。各个供应商由于利益的差异使安装、服务协调困难，远不如站用交直流电源一体化的“交钥匙工程”模式顺畅。 （4）、运行维护不方便。站用电源分配不同专业人员进行管理：交流系统与直流系统由变电人员进行运行维护，UPS由自动化人员进行维护，通信电源由通信人员维护，人力资源不能总体调配，通信电源、UPS等也没有纳入变电严格的巡检范围，可靠性得不到保障。 3 变电站交直流一体化电源的解决方案 变电站站用交直流一体化电源系统是使用系统技术，针对变电站站用交流、直流、逆变、通信电源整体，根据实际问题、发展现状提出解决方案的站用电源系统。 目前有关生产研发厂家已提出三代产品，分别是： （1）、智能型站用电源交直流一体化系统 主要实现：
新一代智能变电站概念设计
新一代智能变电站概念设计 发表时间：2018-04-28T16:31:41.250Z 来源：《电力设备》2017年第33期作者：代春凤 [导读] 摘要：随着科学技术的进一步发展，电网技术的得到了飞速发展，随即智能电网的概念被提出，智能变电站为满足日益增长的信息化、自动化、互动化需求应运而生。 （国网新疆奎屯供电公司新疆奎屯市 833200） 摘要：随着科学技术的进一步发展，电网技术的得到了飞速发展，随即智能电网的概念被提出，智能变电站为满足日益增长的信息化、自动化、互动化需求应运而生。智能变电站是加强智能电网的重要基础和支撑，是电网运行数据的采集源头和命令执行单元，是智能电网建设的重要组成部分。为了实现智能电网进一步加强，对智能变电站的要求就进一步加强，因此，在新一代智能变电站的设计上就要做到科学合理，为此，本文针对当前只能变电站的设计问题进行深入的分析探讨，在实际的理念方面做出深入的分析，以期为以后智能变电站的建设提供设计的理论基础。 关键词：智能变电站；顶层设计；技术路线 引言：就目前而言，智能变电站相关的试点工程虽然在设备、建设以及日常的运行维护管理反面取得了较大的进展，但是在其他方面仍然存在着问题，比如系统相对较多并且功能也比较分散，不管是在设计理念上，还是相关技术和管理上都需要进一步加强。 一、当前智能变电站设计存在的问题 （一）设计模式存在问题 目前，大多数的变电站设计采取的都是分专业进行涉及的模式，并且是由供应商为主导进行的，在变电站的整体优化上非常难实现。不管是在设计的理念上，还是设计的方法上都收到了设备技术的限制，在设备的配置、整体布局以及控制上的设计都还有进步提升的空间。因此新一代智能变电站应该将供应商主导进行的分专业设计向整体集成化的设计方向发展，研制设备，优化主接线和总体的平面布局，进一步提高智能变电站的整体设计的水平，确保先进的设计理念实施到位。 （二）一次设备的一体化设计理念实施不到位 就目前而言，现在大部分的变电站在一次设备的一体化上的设计理念实施不到位，不仅在绝缘设计上不到位，并且在机械设计上也配合不当。同时缺少厂内一体化调试，设备现场联调时，出现通信接口、模型配置不统一等问题，影响工程进度。新一代智能变电站将实现一次设备智能化向智能一次设备转变。通过智能组件、传感器与一次设备的一体化设计，实现设备有效集成，功能高度整合，达到安装快捷、运行智能、检修方便。 （三）二次系统的配置独立分散，信息共享度低 智能变电站中各个二次系统的配置独立分散，信息共享度低，采样处理重复，维护工作量大对调控一体化的支撑力度不够，尚不满足电网运维管理体制的转变要求。因此，新一代智能变电站应实现分散独立系统向一体化业务系统的转变。要整合原来各分系统功能，构建一体化业务系统深化高级功能应用，全面支撑“大运行”、“大检修”采用层次化保护控制，实现安全稳定的“三道防线”。 二、新一代智能变电站设计理念 （一）系统高度集成 新一代智能变电站应遵循高度集成的设计理念，要进一步整合系统的功能，通过优化系统的结?布局、并采用一体化机器设备和一体化的通信网络以及一体化的系统，作为最基本的技术?架，能够有效地促进变电站的优化集成设计水平的进一?提升，在高度集成方面，不仅要保证一次与二次设备的高度集成，并且在其他如网络、站域平台、设备空间以及IED装置这几个方面都要保证高度集成。 （二）结构布局要合理 针对新一代智能变电站的设计，要保证电网设备在足够安全的条件下，在对变电站的主接线进行优化，并且针对互感器的数量要适当降低；在位置的选择上要做到科学化合理化，选择适合的位置，可以有效地节约变电站的设备费用以及基础建设的费用；另外，要将一次设备和传感器在整体上进行优化，在电子互感器成熟稳定之后，可以将电子互感器集成于一次设备当中，在设备的高度集成上进一步优化加强。这样不仅可以减少设备的占地面积，还能够利用节约出来的空地将二次设备放到一次设备的附近地区，利用空地进行就地摆放以及安装。同时，在设备的检修方面，可以引进或是采用最新型的检修设备以及安装机械设备，做到在恶劣天气或是较恶劣的自然环境下，能够进行及时且精确地检修以及维修保护等等。 （三）装备先进?用 变电站使用的机械设备要先进适用。现在新一代智能变电站，在设备的选用上，采用的是智能化的一次设备以及集成化的二次系统，但是在这个基础上，应积极地改进现有的设备，积极地研制更加新型化的设备，不管是在技术指标上，还是使用寿命的周期上，还是其他别的方面，都要做到指标现金，性能稳定，安全实用的寿命周期要长。同时，要采用在设计、配置、调试工具方面具有方便高效的变电站设计和调试技术，比如，采用基于图形用户界面的设计、配置成套工具，或是二次虚端子接线设计与变电站配置文件的无缝结合等。才能在提高变电站在设计、安装、调试方面的效率。 （四）支?调控一体 要优化设备告警信息直传和变电站全景远程浏览等功能，在一体化的监控系统的配置方面要做好优化简化，在一键式顺序控制应用发个面要更加的深化，进一?提升在高级功能方面的应用水平，节约人力，做到即使没有人值守，也可以正常?行的管理模式的需求，实现变电站的自动化。 （五）经济节能环保 新一代的智能变电站使用的设备在整体上已经相对都比较节能和环保了，比如在IED、网络交换机、占地面积、建筑面积的使用上以及进行现场安装的工作量上，都相应的?少了30%以上，甚至都?到了40%-50%左右，?大的节约了人力和无力，既经济又环保。但这不能是追求的经济环保的?限，应继续积?的优化变电站设备，集成系统的强度要更加优化，进一?实现智能变电站的集成化、一体化、和标准化。 三、结语 总之，在新一代智能变电站的设计上，要做到高度集成化的系统，做到经济节能环保，减少人力和物理的浪费，实现自动化管理，不
国内智能变电站研究现状
国内智能变电站研究现状 国家电网公司和南方电网公司组织中国电力科学研究院和国内的各大电力设备制造厂商从2001年开始关注AEC 61850系列标准，并开始对该标准进行翻译，目前已经发布和出版了IEC 6185o系列标准的正式版，并组织了6次互操作实验，国内较有影响力的电力自动化设备供应商积极响应并参与了互操作性试验。 为有效推进智能变电站建设的规范化，国家电网公司在近年近百个各种类型数字化变电站项目实施经验的基础上，组织下系列标准和规范的讨论，并由智能电网部牵头编写了e／GDw 383－2009《智能变电站技术导则》、e／GDwZ410下2010《高压设备智能化技术导则》、《智能变电站设计规范》、O／GDw441－2010《智能变电站继电保护技术规范》、《智能电网试点项目评价指标体系与评价方法研究》等。这些标准和技术规范的出台，为智能变电站的实施试点项目提供了规范化的依据。 1．实际工程应用 2007年5月，河南首个智能变电站——洛阳金谷园110kv变电站正式投入运行。该站基于“网络化二次系统”概念，采用vLAN技术将局域网内的设备按网络化保护和控制功能逻辑划分成若干个网段，保证了控制的实时性，实现了网络的安全隔离；在间隔层采用了GOOSE网络传输技术，实现了数字化变电站三层结构的一体化应用；利用GOOSE网络实现了设备跳合闸命令传输、智能操作，实现了变电站过程层、间隔层、站控层一体化的五防操作逻辑闭锁功能；利用网络化实现了母线保护、备自投、低频低压减载功能；采用基于SNMP协议的网络在线监视与诊断服务技术，实时监视各网络节点的工作情况，实现了变电站二次设备的网络可视化监控。特别是在“网络化二次系统”及“网络化保护”方面处于国际领先水平。河南金谷园110kⅤ变电站智能化改造成功，标志真正意义上的智能变电站投人运行，也为智能电网的建设打下了良好的基础工作。
智能变电站状态图元的规范与设计
智能变电站状态图元的规范与设计 发表时间：2016-07-19T15:46:42.537Z 来源：《电力设备》2016年第8期作者：杜鹏侯丹贺思亮张亮 [导读] 智能电网建设是全国电网建设的大趋势，最终要实现电网的无人化、智能化是电网建设的最终目的。 杜鹏侯丹贺思亮张亮 （国网冀北电力有限公司唐山供电公司河北唐山 063000） 摘要：按照“调控一体化”建设模式，梳理调控业务需求、更新信号类型、建立新型图元、制定专属监控信号，已经成为当务之急。遵照“异常上光字、变位不告警”技术原则，提出新增空挂断路器、保护图元、状态图元等新概念并根据智能站新需求与主站监控界面新增重合闸状态监视界面，避免因信号告警方式错误，图元制作不规范等原因影响运行及监控人员对故障的准确判断，提高调度、运行人员的日常操作和事故应急处理效率，确保调控一体化系统高效稳定运行。 关键字：智能变电站信息图元分类规范 一、研究背景 智能电网建设是全国电网建设的大趋势，最终要实现电网的无人化、智能化是电网建设的最终目的。智能电网调度技术支持系统建设是智能电网建设的重要组成部分，为保障电网安全、稳定、经济、优质运行和 “大运行”体系改革、电网智能化建设奠定了坚实基础。为了实现电网的智能化建设唐山电网对于新投的110kV以上变电站要求全部按照智能变电站标准建设。新的智能变电站建成投运后，在信号及监控界面方面发现了若干问题，影响了调度、运行人员的日常操作和事故应急处理效率，影响了自动化维护人员对故障的及时排查。对智能站特有的信息及监控界面的优化规范与梳理已成为必要之举。 二、现状调查 随着智能变电站建设步伐的加快，智能变电站与常规站信号的差异日渐突显，由于智能变电站的设备与传统变电站由较大区别，导致主站调控一体化监视系统新增了许多以前没有的信号，例如：重合闸充电指示、重合闸投入软压板、智能终端就地操作、开关机构就地操作等等，而且智能变电站很多信号长期处于触发状态，老的图形绘制原则将导致监控人员监控复杂、操作不变，给调度与监控工作带来的极大不便，从而致使电网事故判断与处理效率下降。 三、存在的问题 1．新信号的图形制作问题 新投智能站把开关取消并加入智能终端，因此需要对相应的远方就地进行划分，同时对于属于保护信号并同时为变位信息的信号图元重新制作。对于新增信号图形制作问题，首先听取监控员意见，由于有些信号长时间为触发状态，小组人员讨论决定变位信息不上光字牌，这样不会触发间隔的光字牌，从而降低了对监控员的干扰。 2．保护信号的遥控问题 智能站中新增重合闸软压板、备自投软压板等压板类保护信号且这些信号需要主站监控员进行遥控，对于着这种情况需要在图形上进行重新制作。 3．重合闸信号是否异常问题 智能站中新增的重合闸充电指示、重合闸压板投入信号，这就为监控员根据充电指示、压板投入情况和开关位置判断信号是否异常增加了难度和工作量，导致监控员需要检查多幅间隔图中信号，并根据计算才能判断信号情况，根据这种情况需要增加新的监控信号并根据三种信号的情况制作公式判定。 四、状态图元的规范与设计 4.1对于智能站新增和改进信号进行系统分类 为便于调度监控人员更简便、准确的掌握信息，将保护信号中的变位信息分为以下几类。 1）仅状态变化的变位信息：主要反映相关设备“二次把手‘远方/就地’”的相关变位信息，仅用于监控员观察其状态以判断其是否属于异常，信号主要包括智能终端就地操作、刀闸及接地刀闸就地操作、开关就地操作、开关机构就地操作、主变有载调压机构就地操作。 2）不可遥控的变位信息：主要反映重合闸设备是否充电开关是否具备重合闸功能的变位信号。信号主要包括重合闸充电指示、备自投充电指示、备自投方式XX充电指示。 3）可遥控的变位信息：主要是智能站独有的相关软压板投入退出的变位信号，该信号可有主站监控员进行远程遥控操作。信号主要包括智能终端置远方压板投入、备自投软压板投入、自投闭锁压板投入、重合闸软压板投入。 4.2规范图元模型对应信息制作不同图元 根据上面对智能站变位信息的分类对每类信息制作专门类型的图元，同时我们为了使图形更整齐划一，我们对所有图元的绘制采用相同的参数。 1)对于“远方/就地”仅状态变化这类信息制作成状态图元。 2）对于充电指示这种不需遥控的变位信息制作成保护图元。 3）对于软压板投入这种需要遥控的变位信息必须使用设备图元代替最终使用空挂断路器来实现。 五、实时效果 通过对上述信息的详细分类，并根据分类采用标准化参数制作对应图元，极大地规范了间隔图内容，防止信息出现混乱从而产生光字时常动作的情况发生，减少了监控员的工作量提高了工作效率。 在今后所有新投变电站的信息分类、图形绘制过程中，均需严格按照对应原则对信息进行分类并使用标准图元模板进行一次图和间隔图的绘制，并在今后的工作中，认真总结工作经验，勇于创新，持续改进不足，保障调控一体化系统高效稳定运行。 参考文献： [1]《调控一体化系统信号与监控界面优化分析》，《电工技术》，2013（1）：28-30 作者简介： 杜鹏，男，高级技师，从事调控一体化运维工作,侯丹，女，高级工，从事电力系统营销工作,贺思亮，女，工程师，从事调控一体化运
智能变电站技术研究综述
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/dc3972415.html, 智能变电站技术研究综述 作者：王震李洁李鲁燕 来源：《中小企业管理与科技·下旬刊》2015年第11期 摘要：随着科学技术的革新以及电力系统的不断进步，推动了智能电网的快速崛起，智 能电网是优化电力能源配置的重要平台，涵盖发电、输电、配电、用电和调度各环节，广泛利用先进的设备和技术，确保了安全、可靠、优质的电力供应。变电站作为智能电网发展的重要环节，其智能化水平也随之得到了有效的提升。智能变电站技术是通过智能一次技术，智能二次技术，辅助系统综合监控平台等技术，实现安全、可靠、自愈、兼容、协调等功能。本文主要对智能变电站技术进行了研究，以供参考。 关键词：智能电网;智能变电站;技术;发展 1 智能变电站概述 1.1 智能变电站的结构智能变电站是由站控层、间隔层和过程层三大部分组成的。站控层的主要功能是完成数据采集、监测、控制和相应的信息保护管理，其是由通信系统、站域控制、对时系统以及自动化系统组成的;间隔层的设备主要包括继电保护装置、测控装置等二次设备;过程层的主要作用是对变电站中的电能进行科学的分配、转换、传输测量和控制保护，组成部分包括智能组件构成的智能设备、相应的合并单元以及智能终端。 1.2 智能变电站的主要技术特点第一，智能变电站中的分层控制技术。智能变电站通常采用的是分布式的控制技术，其将变电站的内部结构合理划分为站控层、间隔层和过程层三个部分。另外为了确保变电站各层调控功能的独立性，进一步降低变电站中央控制与处理设备的实际负荷量，需要在各层中安装设置具有智能化控制与处理能力的设备，进而降低变电站安全隐患以及潜在风险的发生率，促进智能变电站工作效率的进一步提升。第二，智能变电站中的计算机控制终端技术。在智能变电站中引进计算机终端，变电站可以利用计算机终端，在较短的时间内分析与判断站内的各项数字信息和变电站的实际运营情况，进而促使变电站实际运行中存在的问题得到及时的发现和解决，从而避免了因没有发现安全隐患而造成的输变电站事故，提升了变电站的安全性与可靠。第三，智能变电站中的电力装置集成化技术。目前智能变电站已经广泛使用光纤技术，光纤技术的应用有效的实现了智能变电站中各个控制层面的局域管理功能，使信息能够在控制中心与一、二次设备之间进行自由传播，同时信息传输过程中各层面的稳定性与可靠性得到了显著的提高。另外，在智能变电站中应用先进的计算机与数字化信息技术，使电能检测和设备管理之间的集成化得以实现，在减小电力设备所需空间面积的同时降低了设备的安装成本。 2 智能变电站技术分析