一、智能變電站概念

 采用先進(jìn)、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護(hù)、計量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能的變電站。

智能變電站采用了多種新技術(shù)，其整個二次系統(tǒng)的整體架構(gòu)、配置及與一次系統(tǒng)的連接方式與傳統(tǒng)變電站相比均有較大變化智能傳感技術(shù)采用智能傳感器實現(xiàn)一次設(shè)備的靈活控制信息

共享技術(shù)：采用基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的信息交互模型實現(xiàn)二次設(shè)備間的信息高度共享和互操作網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)化二次回路實現(xiàn)采樣值的網(wǎng)絡(luò)化傳輸數(shù)字采樣技術(shù)采用電子式互感器實現(xiàn)電壓電流信號的

數(shù)字化采集同步技術(shù)：采用 B碼、秒脈沖或IEEEl588網(wǎng)絡(luò)對時方式實現(xiàn)采樣值同步。

二、智能化變電站的構(gòu)建

1、從變電站層次結(jié)構(gòu)上來看

從變電站層次結(jié)構(gòu)上來看，智能化變電站由站控層，間隔層，過程層組成。

站控層設(shè)備：監(jiān)控主機(jī)，工程師站等。

間隔層設(shè)備：保護(hù)裝置，測控裝置等。

過程層設(shè)備：光CT/PT，合并單元，智能開關(guān)等。

2、從使用設(shè)備上來看

從使用設(shè)備來看，構(gòu)建一個完整的智能化變電站需要以下三個部分：

1）智能化的一次設(shè)備

一次設(shè)備從信號繼電器到控制回路，全部采用微處理器（智能開關(guān)）和光電技術(shù)（無源光CT）設(shè)計。同時用于數(shù)字量信號傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)取代傳統(tǒng)的電纜導(dǎo)線連接。換言之，變電站二次回路中常規(guī)的繼電器及其邏輯回路及常規(guī)的強(qiáng)電模擬信號和控制電纜被光電數(shù)字和光/電網(wǎng)絡(luò)代替。

2）網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備

變電站內(nèi)常規(guī)的二次設(shè)備，為實現(xiàn)繼電保護(hù)、防誤閉鎖、測量控制、故障錄波、電壓無功控制、同期操作等功能，需要在各功能裝置之間建立一一對應(yīng)的電纜或是網(wǎng)線的連接。而在二次設(shè)備的設(shè)計完全符合國際電工組織IEC61850規(guī)約的情況下，各個IED（智能電子設(shè)備  Intelligent Electronic Device）之間的連接全部采用高速的網(wǎng)絡(luò)通信，這種網(wǎng)絡(luò)鏈路取代了傳統(tǒng)變電所中裝置設(shè)備之間的電纜連接。網(wǎng)絡(luò)鏈路與電纜回路的區(qū)別不僅在于傳輸介質(zhì)、傳輸形式的不同，區(qū)別于電纜回路模式下各個裝置之間的聯(lián)絡(luò)是點對點的電纜連接，智能化變電站中的各IED之間并無直接的物理聯(lián)系，而是通過交換機(jī)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一收集和發(fā)送。即各IED發(fā)送的數(shù)據(jù)由其所連接的交換機(jī)傳輸?shù)秸麄€網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行共享，同時通過其所連接的交換機(jī)接收其他IED在網(wǎng)絡(luò)上共享的數(shù)據(jù)。這樣所有二次電纜實際上都可以取消，同時許多常規(guī)的功能裝置在這里變成了邏輯功能模塊。

3）自動化的監(jiān)控管理系統(tǒng)

在變電站全面實現(xiàn)智能化后，我們可以進(jìn)而在監(jiān)控系統(tǒng)中加入智能分析軟件，根據(jù)當(dāng)前所內(nèi)設(shè)備的運行狀態(tài)，為由“定期檢修” 向“狀態(tài)檢修”的轉(zhuǎn)變提供技術(shù)基礎(chǔ)。

同時“程序化操作”等實用技術(shù)在智能化變電站中也有更好的推廣空間。

4）從使用服務(wù)上來看

從使用服務(wù)來看，一個完整的智能化變電站由以下三部分服務(wù)支撐：

(1) MMS

MMS：Manufacturing Message Specification (ISO 9506) 制造報文規(guī)范。

該標(biāo)準(zhǔn)起源于80年代的通用汽車公司所制定的報文制造規(guī)范。在智能化變電站中，MMS技術(shù)主要被用在自動化網(wǎng)絡(luò)報文的傳輸。

(2) GOOSE

GOOSE：Generic Object Oriented Substation Events 通用面向變電站事件對象。

該服務(wù)主要應(yīng)用于智能化變電站中過程層與間隔層設(shè)備之間的通信傳輸，簡單的來說就是替代了這些設(shè)備間的控制、信號電纜的功能。

(3) SMV

SMV：Sampled Measured Value 采樣測量值。

該服務(wù)主要應(yīng)用于智能化變電站中間隔層設(shè)備與過程層間的單向電流、電壓采樣值傳輸。

三、智能變電站二次技術(shù)

1、數(shù)據(jù)采集設(shè)備

對于采用電子式互感器的智能變電站，互感器是實現(xiàn)智能變電站信息采集的基礎(chǔ)，測量的準(zhǔn)確性、實時性可靠性是智能變電站安全高效和優(yōu)質(zhì)運行的關(guān)鍵技術(shù)。數(shù)據(jù)采集傳感準(zhǔn)確化、信號傳輸光纖化、信號輸出數(shù)字化是智能變電站對電子式互感器的基本要求。有源型電子式互感器的關(guān)鍵技術(shù)要求：最大限度降低由于繞制工藝、澆鑄、一次導(dǎo)線位置、一次電流磁場耦合干擾及溫度等造成的計量誤差；有源電子式電流互感器采用空心線圈感應(yīng)高壓側(cè)信號，所以必需給高壓側(cè)供電，因此供電可靠性問題必須解決。

無源型電子式互感器的關(guān)鍵技術(shù)要求：有效解決溫度、震動等因素對光學(xué)折射效應(yīng)的影響，確保其長期工作的穩(wěn)定性。

合并單元的關(guān)鍵技術(shù)要求：合并單元將多個互感器采集單元輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行同步合并處理，為二次系統(tǒng)提供時間同步的電流和電壓數(shù)據(jù)，是將電子式互感器與變電站二次系統(tǒng)連接起來的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，要滿足二次系統(tǒng)對輸出數(shù)據(jù)的同步性、實時性、均勻性等方面的要求。

2、智能變電站信息交互網(wǎng)絡(luò)

站控層設(shè)備：監(jiān)控主機(jī)，工程師站等。

間隔層設(shè)備：保護(hù)裝置，測控裝置等。

過程層設(shè)備：光CT/PT，合并單元，智能開關(guān)等。

四、智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備

智能變電站技術(shù)為繼電保護(hù)技術(shù)帶來很大的發(fā)展電子式互感器的采用為繼電保護(hù)技術(shù)中長期難于解決的一些問題提供了新的途徑，如電磁式電流互感器飽和引起的差動保護(hù)區(qū)外誤動、變壓器勵磁涌流與故障電流的識別、瞬時值差動保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用及其他繼電保護(hù)新技術(shù)發(fā)展應(yīng)用。 智能變電站依靠高速、可靠、開放的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)變電站過程層的網(wǎng)絡(luò)化。解決了傳統(tǒng)變電站電纜二次接線復(fù)雜、抗干擾能力差、系統(tǒng)擴(kuò)展性差等缺點，實現(xiàn)信息共享 。

五、智能變電站故障記錄及輔助設(shè)備

針對智能變電站信息數(shù)字化及網(wǎng)絡(luò)化特點的故障錄波設(shè)備、分析記錄設(shè)備及其他輔助設(shè)備在智能變電站運行維護(hù)中必不可少；能夠適用于數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)的故障錄波器；能夠準(zhǔn)確進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信息分析記錄的在線監(jiān)視儀器；能夠滿足數(shù)字化保護(hù)測試功能的保護(hù)測試儀

3.7.6智能變電站的優(yōu)點

1、智能變電站能實現(xiàn)很好的低碳環(huán)保效果

在智能變電站中，傳統(tǒng)的電纜接線不再被工程所應(yīng)用，取而代之的是光纖電纜，在各類電子設(shè)備中大量使用了高集成度且功耗低的電子元件，此外，傳統(tǒng)的充油式互感器也沒有逃脫被淘汰的命運，電子式互感器將其取而代之。不管是各種設(shè)備還是接線手段的改善，都有效的減少了能源的消耗和浪費，不但降低了成本，也切實的降低了變電站內(nèi)部的電磁、輻射等污染對人們和環(huán)境形成的傷害，在很大程度上提高了環(huán)境的質(zhì)量，實現(xiàn)了變電站性能的優(yōu)化，使之對環(huán)境保護(hù)的能力更加顯著。

2、智能變電站具有良好的交互性

智能變電站的工作特性和負(fù)擔(dān)的職責(zé)，使其必須具有良好的交互性。它負(fù)責(zé)的電網(wǎng)運行的數(shù)據(jù)統(tǒng)計工作，就要求他必須具有向電網(wǎng)回饋安全可靠、準(zhǔn)確細(xì)致的信息功能。智能變電站在實現(xiàn)信息的采集和分析功能之后，不但可以將這些信息在內(nèi)部共享，還可以將其和網(wǎng)內(nèi)更復(fù)雜、高級的系統(tǒng)之間進(jìn)行良好的互動。智能電網(wǎng)的互動性確保了電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運行。

3、智能變電站可靠性特點

客戶對電能的基本要求之一就是可靠性，智能變電站具有高度的可靠性，在滿足了客戶需求的同時，也實現(xiàn)了電網(wǎng)的高質(zhì)量運行。因為變電站是一個系統(tǒng)的存在，容易出現(xiàn)牽一發(fā)動全身的現(xiàn)象，所以變電站自身和內(nèi)部的所有設(shè)施都具有高度的可靠性，這樣的特性也就要求變電站需要具有檢測、管理故障的功能，只有具有該功能才可以有效地預(yù)防變電站故障的出現(xiàn)，并在故障出現(xiàn)之后能夠快速的對其進(jìn)行處理，使變電站中的工作狀況始終保持在最佳狀態(tài)。