智能變電站關(guān)鍵技術(shù)研究

智能變電站關(guān)鍵技術(shù)研究第一頁，共89頁。

內(nèi)容主要內(nèi)容：（1）背景（2）國內(nèi)外現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢（3）智能變電站的主要特征（4）智能變電站的關(guān)鍵技術(shù)（5）智能變電站技術(shù)導則解析（6）實施策略及注意事項第二頁，共89頁。

背景第三頁，共89頁。accenture智能電網(wǎng)的定義和特征作為全球最大的咨詢商（世界500強之一），埃森哲對國外智能電網(wǎng)的定義和特征:第四頁，共89頁。數(shù)字化電網(wǎng)與智能電網(wǎng)的區(qū)別第五頁，共89頁。國內(nèi)外現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢第六頁，共89頁。ABB的智能一次設(shè)備第七頁，共89頁。突出智能一次設(shè)備狀態(tài)的動態(tài)管理功能ABB認為自愈功能是智能電網(wǎng)的主要功能之一。智能變電站是實現(xiàn)智能電網(wǎng)的必備條件。只有在變電站實現(xiàn)智能化以后，才有可能實現(xiàn)智能電網(wǎng)的自診斷、自協(xié)調(diào)、自恢復(fù)，才有可能實現(xiàn)真正意義的智能電網(wǎng)，進而實現(xiàn)自愈。智能電網(wǎng)的建設(shè)需要兩個重要基礎(chǔ)來支撐：一個是智能一次設(shè)備狀態(tài)的動態(tài)管理功能(自檢測,自診斷)，另一個是智能變電站與高級調(diào)度中心,智能變電站之間的互動協(xié)同。智能是有限的智能，而不是無限的智能。對電網(wǎng)安全有幫助的智能是我們所需要的，對電網(wǎng)安全沒有幫助的智能不一定需要。第八頁，共89頁。SIEMENS智能變電站特點控制中心層變電站自動化層GISSF6傳感器變壓器傳感器OHL傳感器其它狀態(tài)監(jiān)測傳感器變壓器監(jiān)測變電站自動化OHL監(jiān)測其它監(jiān)測信息模塊信息模塊信息模塊接口GIS監(jiān)測以設(shè)備為對象的智能節(jié)點信息采用IEC61850協(xié)議接入智能變電站系統(tǒng)?？刂浦行膶樱和ㄟ^統(tǒng)一信息模型掌握變電站系統(tǒng)及設(shè)備的狀態(tài)。突出一次設(shè)備狀態(tài)檢測、智能評估及預(yù)警第九頁，共89頁。AREVA智能變電站特點主要特點:1.突出同步相量測量功能在變電站的應(yīng)用好處：可以增強觀測跨區(qū)域電網(wǎng)振蕩或其他重要動態(tài)行為分析。2.突出變電站狀態(tài)估計功能好處：可在智能變電站內(nèi)校正拓撲錯誤和完成狀態(tài)估計。第十頁，共89頁。

國內(nèi):變電站綜合自動化系統(tǒng)的不足從50年代的布線邏輯遠動技術(shù),到微機遠動技術(shù),到無人值班變電站,到數(shù)字化變電站。存在的問題如下:量測不全,存取的數(shù)據(jù)有限變電站端的系統(tǒng)主要任務(wù)是數(shù)據(jù)采集，采集資源重復(fù)浪費，數(shù)據(jù)格式及信息模型不一致。SCADA/EMS存取實時信息有限,量測不全。全站設(shè)備沒有實現(xiàn)全景信息采集,自檢測,自診斷功能。多個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)并存,沒有實現(xiàn)信息高度集成目前變電站中存在綜自、五防、操作票、保護信息子站、PMU、故障測距、電能質(zhì)量在線監(jiān)測等多種系統(tǒng)。變電站內(nèi)的系統(tǒng)和裝置存在多種通信規(guī)約，比如CDT、1801、POLLING、101、103等等。大量重復(fù)的量測設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)缺陷,增加了安裝、檢修、運行與維護的成本。多個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)并存,沒有實現(xiàn)信息高度集成。在高級應(yīng)用方面:沒有實現(xiàn)智能分析,高度協(xié)調(diào)與決策。第十一頁，共89頁。國內(nèi):數(shù)字化變電站存在的問題（1）數(shù)字化變電站沒有形成完整的標準體系、設(shè)計規(guī)范、驗收規(guī)范、裝置檢驗規(guī)程、計量檢定規(guī)程、運行規(guī)范等。（2）數(shù)字化變電站的數(shù)據(jù)采集和信息處理缺乏統(tǒng)一的標準和規(guī)范，接口不統(tǒng)一、模型不統(tǒng)一、不同廠家生產(chǎn)的測控裝置不但在硬件上有功能的差異，而且在軟件上所采用的算法、通信規(guī)約也不盡相同。（3）多數(shù)數(shù)字化變電站都是局部數(shù)字化，如僅在過程層采用電子式互感器，或僅在站控層采用IEC-6185O標準等，距實現(xiàn)真正的數(shù)字化尚有一定距離。

(4)數(shù)字化變電站的投產(chǎn)，使得原有的檢驗手段已不能滿足現(xiàn)場檢驗的需要，需要研究新的檢測方法，配置相應(yīng)的檢測儀器。

(5)就目前而言，數(shù)字化變電站以符合IEC-61850標準的變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備、自動化的運行管理系統(tǒng)，為其最主要的技術(shù)特征。分布式實時智能分析技術(shù)，智能一次設(shè)備狀態(tài)評估與預(yù)警等功能則沒有涉及。第十二頁，共89頁。智能變電站的

主要特征第十三頁，共89頁。

智能變電站與傳統(tǒng)的變電站有什么差異？

(1)智能變電站系統(tǒng)應(yīng)是一種面向服務(wù)的架構(gòu)(SOA)(2)建立起以設(shè)備為對象的分布式智能節(jié)點。實現(xiàn)既分布又協(xié)同的信息共享機制。

(3)從業(yè)務(wù)需求出發(fā),把技術(shù)問題、經(jīng)濟問題、管理問題統(tǒng)籌考慮。實現(xiàn)能量流、信息流、業(yè)務(wù)流一體化。

(4)通過智能電子裝置（IED）整合有價值的能量流、信息流。突出標準化規(guī)范化,強調(diào)功能性和互操作性,提供模型統(tǒng)一、規(guī)約統(tǒng)一、時標統(tǒng)一、來源唯一的高品質(zhì)基礎(chǔ)信息。

(5)智能變電站作為智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，將統(tǒng)一和簡化變電站的數(shù)據(jù)源，形成基于同一斷面的唯一性、一致性基礎(chǔ)信息，以統(tǒng)一標準方式實現(xiàn)變電站內(nèi)外的信息交互和信息共享，形成縱向貫通、橫向互通的電網(wǎng)信息支撐平臺，并提供以此為基礎(chǔ)的多種業(yè)務(wù)應(yīng)用。(尤其要強調(diào))第十四頁，共89頁。(6)采用更加高速(快速以太網(wǎng))和更加經(jīng)濟的技術(shù)手段,傳輸變電站內(nèi)外信息,包括與變電站,相關(guān)電源,負荷及線路的信息。掌握整個電網(wǎng)的狀態(tài)。(7)將高級調(diào)度中心的部分功能下放到智能變電站實現(xiàn)。智能變電站系統(tǒng)管理好站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的同時可以根據(jù)運行需求，以更高的頻率來儲存數(shù)據(jù),實現(xiàn)基于實時數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)挖掘，完成智能電網(wǎng)所要求的高級分析和優(yōu)化功能。(8)智能變電站(SmartSubstation)建設(shè)需要采用先進的理念重新設(shè)計新建變電站,也需要采用先進的技術(shù)改造現(xiàn)有變電站，以便遠程監(jiān)測臨界和非臨界運營數(shù)據(jù)。分析和處理大量實時數(shù)據(jù)。將斷路器、變壓器、變電站的環(huán)境因素等數(shù)據(jù)進行綜合分析,并與相臨變電站互通信息。

智能變電站與傳統(tǒng)的變電站有什么差異？

第十五頁，共89頁。智能變電站的主要創(chuàng)新點(1)一次設(shè)備智能化：實現(xiàn)變電站一次設(shè)備智能化，即狀態(tài)監(jiān)測、檢測、診斷、智能預(yù)警、狀態(tài)檢修及資產(chǎn)評估。(2)互動：與大用戶、相關(guān)變電站及調(diào)度中心互動。(3)協(xié)調(diào)控制：支持電能質(zhì)量控制、變壓器經(jīng)濟運行及電壓/無功廣域協(xié)調(diào)控制。(4)智能應(yīng)用：通過對實時數(shù)據(jù)高速采集、存儲及智能分析決策,提高變電站智能應(yīng)用水平。第十六頁，共89頁。智能變電站

的關(guān)鍵技術(shù)第十七頁，共89頁。智能變電站技術(shù)方向（1）智能變電站是智能電網(wǎng)的重要組成部分。高可靠性的設(shè)備是變電站堅強的基礎(chǔ)，綜合分析、自動協(xié)同控制是變電站智能化的關(guān)鍵，設(shè)備信息數(shù)字化、功能集成化、結(jié)構(gòu)緊湊化、檢修狀態(tài)化是發(fā)展方向，運維高效化是最終目標。第十八頁，共89頁。智能變電站技術(shù)方向（2）智能變電站的設(shè)計及建設(shè)應(yīng)按照DL/T1092三道防線要求，滿足DL/T755三級安全穩(wěn)定標準；滿足GB/T14285繼電保護選擇性、速動性、靈敏性、可靠性的要求；遵守《電力二次系統(tǒng)安全防護總體方案》。智能變電站的測量、控制、保護等單元應(yīng)滿足GB/T14285、DL/T769、DL/T478、GB/T13729的相關(guān)要求，后臺監(jiān)控功能應(yīng)參考DL/T5149的相關(guān)要求。智能變電站的通信網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)應(yīng)符合DL/T860標準。應(yīng)建立包含電網(wǎng)實時同步運行信息、保護信息、設(shè)備狀態(tài)、電能質(zhì)量等各類數(shù)據(jù)的標準化信息模型，保證基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的完整性及一致性。第十九頁，共89頁。智能變電站技術(shù)方向（3）智能變電站設(shè)備應(yīng)符合易集成、易擴展、易升級、易改造、易維護的工業(yè)化應(yīng)用要求。主要設(shè)備（變壓器、斷路器等）狀態(tài)信息應(yīng)進行采集并可視化展示，為電網(wǎng)設(shè)備管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的支撐。應(yīng)實現(xiàn)變電站與調(diào)度、相鄰變電站、電源、用戶之間的協(xié)同互動，支撐各級電網(wǎng)的安全穩(wěn)定經(jīng)濟運行。各項功能應(yīng)滿足變電站集中控制、無人值班的要求。宜建立站內(nèi)全景數(shù)據(jù)的統(tǒng)一信息平臺，供系統(tǒng)層各子系統(tǒng)統(tǒng)一數(shù)據(jù)標準化規(guī)范化存取訪問及向調(diào)度系統(tǒng)上送。設(shè)備和系統(tǒng)應(yīng)進行智能化能力的測試與智能化程度的評估。第二十頁，共89頁。智能變電站的設(shè)計原則（1）

（1）傳感器嵌入設(shè)備采集實時信息

（2）采用開放性體系架構(gòu)(SOA)（3）統(tǒng)一建模(UML)（4）遵循標準化、規(guī)范化原則（5）保證可靠性、冗余性（6）網(wǎng)絡(luò)管理(流量與均衡)（7）數(shù)據(jù)管理(分層分布式)（8）具有智能分析及協(xié)調(diào)功能（9）變電站外的數(shù)據(jù)訪問（10）網(wǎng)絡(luò)安全的保證第二十一頁，共89頁。智能變電站的設(shè)計原則（2）設(shè)備與系統(tǒng)的設(shè)計選型應(yīng)滿足安全可靠的原則，盡可能采用符合智能變電站運維高效化要求的結(jié)構(gòu)緊湊型設(shè)備，優(yōu)化整合，避免裝置功能的重復(fù)配置，優(yōu)化設(shè)備布置和組屏方案。系統(tǒng)設(shè)計所涉及的內(nèi)容包括但不限于如下方面：全站的網(wǎng)絡(luò)圖、VLAN劃分、IP配置、虛端子設(shè)計、虛端子的二次接線圖、同步系統(tǒng)圖等。變電站布置在安全可靠、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理的前提下，智能變電站設(shè)計應(yīng)符合資源節(jié)約、環(huán)境友好的技術(shù)原則和設(shè)計要求，優(yōu)化智能變電站總平面布置（包括電氣主接線、配電裝置、構(gòu)支架等），節(jié)約占地，節(jié)能環(huán)保。第二十二頁，共89頁。智能變電站的設(shè)計原則（3）土建與建筑物優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，合并相同功能的房間；放置系統(tǒng)層設(shè)備的機房、主控樓等建筑應(yīng)盡可能小型化，合理減少變電站占地面積和建筑面積，節(jié)約投資。應(yīng)盡可能使用光纖替代電纜，優(yōu)化電纜溝布置。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)應(yīng)充分考慮經(jīng)濟性，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備應(yīng)靈活配置，優(yōu)化交換機數(shù)量，降低網(wǎng)絡(luò)總成本。應(yīng)充分考慮擴展性，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)易擴展、易配置；當變電站新設(shè)備接入引起網(wǎng)絡(luò)性能下降時，應(yīng)保證滿足自動化功能及性能指標的要求。網(wǎng)絡(luò)通信架構(gòu)設(shè)計應(yīng)確保在運行維護時試驗部分的網(wǎng)絡(luò)不影響運行系統(tǒng)。第二十三頁，共89頁。

變電站內(nèi)如何考慮的?

通信如何提供支撐?應(yīng)用如何滿足要求?智能電子裝置如何整合?如何保證標準化規(guī)范化?第二十四頁，共89頁。變電站內(nèi)如何考慮的?(1)智能變電站建設(shè)初期，站內(nèi)基本的控制與保護手段應(yīng)予保留。在多個智能變電站建成投運后，可根據(jù)情況逐步實現(xiàn)分布協(xié)同控制與保護功能。變電站內(nèi)元件保護及線路保護等基礎(chǔ)保護，應(yīng)簡單可靠，能夠獨立完成自身功能，不受制于其他輔助設(shè)備或手段，保證設(shè)備、線路的安全可靠運行。(2)智能變電站的技術(shù)應(yīng)用應(yīng)滿足電力系統(tǒng)“三道防線”（預(yù)防控制、緊急控制、校正控制）、繼電保護“四性”（靈敏性、選擇性、速動性、可靠性）、《電力二次安全防護總體方案》的要求。(3)智能一次設(shè)備應(yīng)以一次設(shè)備可靠性為前提，智能應(yīng)用為目標，功能實現(xiàn)應(yīng)按近期、中期、遠期規(guī)劃。并考慮采用多傳感器信息融合與智能評估技術(shù)。第二十五頁，共89頁。變電站內(nèi)如何考慮的?(4)智能一次設(shè)備功能要求應(yīng)采用多傳感器信息采集及融合技術(shù)，獲取設(shè)備電脈沖、氣體生成物、局部過熱等各種特征量狀態(tài)信息。應(yīng)準實時檢測評估設(shè)備狀態(tài)。應(yīng)采用以太網(wǎng)接口與外部系統(tǒng)通信?？赏ㄟ^安裝智能附件或由智能一次設(shè)備本體提供狀態(tài)量。智能設(shè)備實現(xiàn)應(yīng)根據(jù)需求及技術(shù)現(xiàn)狀分步驟、分階段、有選擇的實施部分或全部功能。近期要求具備自檢測、自診斷功能，遠期要求具備自檢測、自診斷、故障預(yù)警及智能控制功能。(5)電子式互感器應(yīng)根據(jù)不同電壓等級配置采用不同原理實現(xiàn)的電子式電流互感器及電子式電壓互感器。應(yīng)滿足測量、保護、計量功能性能要求。應(yīng)具備溫度和環(huán)境檢測和自適應(yīng)、自身運行狀況檢測、異常工況報警等功能。第二十六頁，共89頁。智能變電站系統(tǒng)的設(shè)計依據(jù)本報告主要依據(jù)：（1）《國內(nèi)智能電網(wǎng)調(diào)研報告》；（2）《智能電網(wǎng)體系研究報告》；（3）《國外智能電網(wǎng)調(diào)研報告》；（4）《智能電網(wǎng)綜合研究報告》；（5）《智能電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)框架研究報告》；（6）國際電工委員會（IEC，InternationalElectrotechnicalCommission）標準化管理委員會（SMB，StandardizationManagementBoard）組織成立的第三戰(zhàn)略工作組——SG3，StrategyGroup3:SmartGrid）——智能電網(wǎng)標準列表中T57變電站部分。

第二十七頁，共89頁。智能電網(wǎng)標準列表中T57變電站部分1．IEC60870-6：控制中心內(nèi)部協(xié)議（ICCP）2．IEC61968：側(cè)重于配電網(wǎng)不同業(yè)務(wù)之間信息交換的CIM3．IEC61850：變電站設(shè)備監(jiān)測、運行、控制、協(xié)議配置、信息建模4．IEC60870-5：遠程控制設(shè)備和系統(tǒng)5．IEC60255-24（通用交換）繼電保護-Part24：電力系統(tǒng)暫態(tài)數(shù)據(jù)交換通用格式6．IEC61280系列：光纖通信子系統(tǒng)的基本測試流程7．IEC62351：電力行業(yè)通信安全8．IEC62443：控制系統(tǒng)9．IEC61850-3：一般要求10．IEC61000-4：電磁兼容性11．IEC60870-2：遠程操作條件第二十八頁，共89頁。智能變電站關(guān)鍵技術(shù)(1)一次設(shè)備智能化技術(shù)：實現(xiàn)變電站一次設(shè)備智能化，即狀態(tài)監(jiān)測、檢測、診斷、智能預(yù)警、狀態(tài)檢修及資產(chǎn)評估。(2)互動技術(shù)：與大用戶、相關(guān)變電站及調(diào)度中心互動。(3)協(xié)調(diào)控制技術(shù)：支持電能質(zhì)量控制、變壓器經(jīng)濟運行及電壓/無功廣域協(xié)調(diào)控制。(4)智能應(yīng)用：通過對實時數(shù)據(jù)高速采集、存儲及智能分析決策,提高變電站智能應(yīng)用水平。(5)智能變電站狀態(tài)估計技術(shù)：為智能電網(wǎng)提供支撐。第二十九頁，共89頁。智能變電站技術(shù)導則解析第三十頁，共89頁。智能變電站的概念

智能變電站（SmartSubstation）由先進、可靠、節(jié)能、環(huán)保、集成的設(shè)備組合而成，以高速網(wǎng)絡(luò)通信平臺為信息傳輸基礎(chǔ)，自動完成信息采集、測量、控制、保護、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)同互動等高級應(yīng)用功能的變電站。智能變電站的內(nèi)涵：可靠、經(jīng)濟、兼容、自主、互動、協(xié)同智能變電站的特征：一次設(shè)備智能化、系統(tǒng)高度集成化、信息交換標準化、運行控制自動化、保護控制協(xié)同化、分析決策在線化

國際上沒有數(shù)字化變電站的概念，也沒有數(shù)字化電網(wǎng)的概念，數(shù)字化變電站只是過程，或者說是技術(shù)手段，而不是目的。數(shù)字化變電站不能解釋或描述智能電網(wǎng)或者智能變電站的所以問題。目前正在用數(shù)字化變電站來解釋所有問題是不合乎邏輯的。第三十一頁，共89頁。術(shù)語及定義（1）3.1高壓設(shè)備highvoltageequipment有高壓絕緣、承擔系統(tǒng)電壓的電力設(shè)備。3.2測量單元measurementunit實現(xiàn)高壓設(shè)備運行狀態(tài)信息采集功能的單元，是智能組件的組成部分。3.3控制單元controlunit接收、執(zhí)行指令，反饋執(zhí)行信息，實現(xiàn)對高壓設(shè)備和高壓設(shè)備組件控制的單元，是智能組件的組成部分。3.4 保護單元protectionunit實現(xiàn)保護宿主高壓設(shè)備功能的邏輯元件，是智能組件的組成部分。3.5計量單元meteringunit實現(xiàn)高壓設(shè)備電量計算功能的邏輯元件，是智能組件的組成部分。3.6檢測單元monitoringunit檢測一個或一組健康狀態(tài)參量的元件，是智能組件的組成部分。第三十二頁，共89頁。術(shù)語及定義（2）3.7智能組件intelligentcomponent以測量數(shù)字化、控制網(wǎng)絡(luò)化、狀態(tài)可視化、功能一體化、信息互動化為特征，具備測量、控制、保護、計量、檢測中全部或部分功能的設(shè)備組件。說明：是上述各功能單元的物理體現(xiàn)，組件的概念是靈活的?？梢灾煌瓿梢粋€功能，比如測控，這時其就是一個測控裝置；可以完成保護與測控功能，這時就是一個四合一裝置。它可以外置，符合現(xiàn)有設(shè)備的狀況，也可以內(nèi)嵌于高壓設(shè)備，這時就是現(xiàn)在一個智能一次設(shè)備的概念。第三十三頁，共89頁。術(shù)語及定義（3）3.8智能設(shè)備intelligentequipment高壓設(shè)備與相關(guān)智能組件的有機結(jié)合體。說明：這里“設(shè)備”的概念打破了傳統(tǒng)一二次設(shè)備劃分的界限，可以理解為“一次+二次”，但其注重邏輯上的概念，物理形態(tài)可以是多樣的，可以完全與邏輯設(shè)備重合，也可以對應(yīng)于多個物理裝置的組合?？梢哉f回歸了電力設(shè)備的本意。

3.9智能變電站smartsubstation由先進、可靠、節(jié)能、環(huán)保、集成的設(shè)備組合而成，以高速網(wǎng)絡(luò)通信平臺為信息傳輸基礎(chǔ)，自動完成信息采集、測量、控制、保護、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)同互動等高級應(yīng)用功能的變電站。說明：該定義主要強調(diào)了了設(shè)備、標準化平臺、和與常規(guī)變電站所不同的功能，體現(xiàn)集成一體化、信息標準化、協(xié)同互動化幾個特征。第三十四頁，共89頁。術(shù)語及定義（4）3.10全景數(shù)據(jù)panoramicdata采集到的變電站穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)、動態(tài)數(shù)據(jù)以及設(shè)備狀態(tài)、圖像等全面反映變電站設(shè)備狀態(tài)與運行工況的數(shù)據(jù)。說明：針對現(xiàn)有變電站自動化系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)不全的情況，強調(diào)不僅包含實時穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)、動態(tài)數(shù)據(jù)，還要有信息模型、設(shè)備在線監(jiān)測、視頻等數(shù)據(jù)。

3.11順序控制sequencecontrol發(fā)出整批指令，由系統(tǒng)根據(jù)設(shè)備狀態(tài)信息變化情況判斷每步操作是否到位，確認到位后自動執(zhí)行下一指令，直至執(zhí)行完所有指令。說明：可以理解為變電站內(nèi)倒閘操作的集合，多組操作在一次命令中執(zhí)行完成。3.12站域控制substationareacontrol一種基于變電站統(tǒng)一采集的實時信息，以集中或分布協(xié)同方式判定故障，自動調(diào)整動作決策的控制保護系統(tǒng)。第三十五頁，共89頁。智能變電站的總體要求（1）首先解釋智能變電站在智能電網(wǎng)中的定位，作用和發(fā)展目標。強調(diào)智能變電站應(yīng)滿足電力系統(tǒng)基本的安全管理方面的規(guī)定。解釋智能變電站的基本功能應(yīng)遵循的標準和規(guī)范。強調(diào)智能變電站應(yīng)統(tǒng)一建模，通信過程也要標準化。強調(diào)應(yīng)滿足工業(yè)化要求。第三十六頁，共89頁。智能變電站的總體要求（2）強調(diào)設(shè)備本身應(yīng)具有高可靠性，不是所有的設(shè)備都需要在線監(jiān)測，主要設(shè)備要在線監(jiān)測功能，并實現(xiàn)全壽命周期管理，不要把系統(tǒng)復(fù)雜化。強調(diào)與四種客戶端的協(xié)同互動。變電站在智能化后，更要高效，繼續(xù)貫徹無人值班的管理運行模式，并提倡集控。打造統(tǒng)一的、標準的信息化數(shù)據(jù)平臺，是智能變電站的首要任務(wù)。汲取數(shù)字化變電站的建設(shè)經(jīng)驗，智能變電站應(yīng)該進行評估，給出某些指標。強調(diào)支持未來新能源的接入。第三十七頁，共89頁。智能變電站的體系結(jié)構(gòu)（1）一、體系結(jié)構(gòu)智能變電站分為過程層、間隔層和站控層。1.過程層過程層包括變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電流/電壓互感器等一次設(shè)備及其所屬的智能組件以及獨立的智能電子裝置。2.間隔層間隔層設(shè)備一般指繼電保護裝置、系統(tǒng)測控裝置、監(jiān)測功能組主IED等二次設(shè)備，實現(xiàn)使用一個間隔的數(shù)據(jù)并且作用于該間隔一次設(shè)備的功能，即與各種遠方輸入/輸出、傳感器和控制器通信。第三十八頁，共89頁。智能變電站的體系結(jié)構(gòu)（2）3.站控層站控層包括自動化站級監(jiān)視控制系統(tǒng)、站域控制、通信系統(tǒng)、對時系統(tǒng)等，實現(xiàn)面向全站設(shè)備的監(jiān)視、控制、告警及信息交互功能，完成數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制（SCADA）、操作閉鎖以及同步相量采集、電能量采集、保護信息管理等相關(guān)功能。站控層功能宜高度集成，可在一臺計算機或嵌入式裝置實現(xiàn)，也可分布在多臺計算機或嵌入式裝置中。智能變電站數(shù)據(jù)源應(yīng)統(tǒng)一、標準化，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共享。智能設(shè)備之間應(yīng)實現(xiàn)進一步的互聯(lián)互通，支持采用系統(tǒng)級的運行控制策略。智能變電站自動化系統(tǒng)采用的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)應(yīng)合理，可采用以太網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)冗余方式宜符合IEC61499及IEC62439的要求。第三十九頁，共89頁。智能變電站技術(shù)導則二、智能組件1.結(jié)構(gòu)要求

a）智能組件是可靈活配置的智能電子裝置，測量數(shù)字化、控制網(wǎng)絡(luò)化和狀態(tài)可視化為其基本功能；b）根據(jù)實際需要，在滿足相關(guān)標準的前提下，智能組件可集成計量等功能；c）智能組件宜就地安置在宿主設(shè)備旁；d）智能組件采用雙電源供電；e）智能組件內(nèi)各IED凡需要與站控層設(shè)備交互的，接入站控層網(wǎng)絡(luò)；f）根據(jù)實際情況，可以由一個以上智能電子裝置實現(xiàn)智能組件的功能。智能組件通用技術(shù)要求：a）適應(yīng)電磁、溫度、濕度、沙塵、降雨（雪）、振動等惡劣運行環(huán)境；b）IED應(yīng)具備異常時鐘信息的識別防誤功能，同時具備一定的守時功能；c）應(yīng)具備就地綜合評估、實時狀態(tài)預(yù)報的功能，滿足設(shè)備狀態(tài)可視化要求；d）宜有標準化的物理接口及結(jié)構(gòu)，具備即插即用功能；e）應(yīng)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)配置方案，確保實時性、可靠性要求高的IED的功能；f）應(yīng)支持順序控制；g）應(yīng)支持在線調(diào)試功能。第四十頁，共89頁。三、信息采集和測量功能要求a)應(yīng)實現(xiàn)對全站遙測信息和遙信信息（包括刀閘、變壓器分接頭等信息）的采集；b)對測量精度要求高的模擬量，宜采用高精度數(shù)據(jù)采集技術(shù)；c)對有精確絕對時標和同步要求的電網(wǎng)數(shù)據(jù)，應(yīng)實現(xiàn)統(tǒng)一斷面實時數(shù)據(jù)的同步采集；d）宜采用基于三態(tài)數(shù)據(jù)（穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)、暫態(tài)數(shù)據(jù)、動態(tài)數(shù)據(jù)）綜合測控技術(shù)，進行全站數(shù)據(jù)的統(tǒng)一集及標準方式輸出；e）測量系統(tǒng)應(yīng)具有良好頻譜響應(yīng)特性；f）宜具備電能質(zhì)量的數(shù)據(jù)測量功能。智能變電站技術(shù)導則第四十一頁，共89頁。四、控制功能要求a）應(yīng)支持全站防止電氣誤操作閉鎖功能；b）應(yīng)支持本間隔順序控制功能；c）遙控回路宜采用兩級開放方式抗干擾措施；d）應(yīng)支持緊急操作模式功能；e）應(yīng)支持網(wǎng)絡(luò)化控制功能。五、狀態(tài)監(jiān)測功能要求a)宜具備通過傳感器自動采集設(shè)備狀態(tài)信息（可采集部分）的能力；b)宜具備從相關(guān)系統(tǒng)自動復(fù)制宿主設(shè)備其它狀態(tài)信息的能力；c)宜將傳感器外置，在不影響測量和可靠性的前提下，確需內(nèi)置的傳感器，可將最必要部分內(nèi)置；d)應(yīng)具備綜合分析設(shè)備狀態(tài)的功能，具備將分析結(jié)果與他相關(guān)系統(tǒng)進行信息交互的功能；e)應(yīng)逐步擴展設(shè)備的自診斷范圍，提高自診斷的準確性和快速性；f)應(yīng)具備遠方調(diào)閱原始數(shù)據(jù)的能力。智能變電站技術(shù)導則第四十二頁，共89頁。六、保護功能要求a）應(yīng)遵循繼電保護基本原則，滿足GB/T14285、DL/T769等相關(guān)繼電保護的標準要求；b）保護裝置宜獨立分散、就地安裝；c）保護應(yīng)直接采樣，對于單間隔的保護應(yīng)直接跳閘，涉及多間隔的保護（母線保護）宜直接跳閘。對于涉及多間隔的保護（母線保護），如確有必要采用其他跳閘方式，相關(guān)設(shè)備應(yīng)滿足保護對可靠性和快速性的要求。d）保護裝置應(yīng)不依賴于外部對時系統(tǒng)實現(xiàn)其保護功能；e）雙重化配置的兩套保護，其信息輸入、輸出環(huán)節(jié)應(yīng)完全獨立；f）當采用電子式互感器時，應(yīng)針對電子式互感器特點優(yōu)化相關(guān)保護算法、提高保護性能；g）縱聯(lián)保護應(yīng)支持一端為電子式互感器、另一端為常規(guī)互感器或兩端均為電子式互感器的配置形式。智能變電站技術(shù)導則第四十三頁，共89頁。七、計量功能要求a）應(yīng)能準確的計算電能量，計算數(shù)據(jù)完整、可靠、及時、保密，滿足電能量信息的唯一性和可信度的要求；b）應(yīng)具備分時段、需量電能量自動采集、處理、傳輸、存儲等功能，并能可靠的接入網(wǎng)絡(luò)；c）應(yīng)根據(jù)重要性對某些部件采用冗余配置；d）計量用互感器的選擇配置及準確度要求應(yīng)符合DL/T448的規(guī)定；e）計量IED應(yīng)具備可靠的數(shù)字量或模擬量輸入接口，用于接收合并單元輸出的信號。合并單元應(yīng)具備參數(shù)設(shè)置的硬件防護功能，其準確度要求應(yīng)能滿足計量要求；f）宜針對不同計量IED特點制定各方認可的檢定和溯源規(guī)程。智能變電站技術(shù)導則第四十四頁，共89頁。八、通信功能要求a)宜采用完全自描述的方法實現(xiàn)站內(nèi)信息與模型的交換。b)應(yīng)具備對報文丟包及數(shù)據(jù)完整性甄別功能。c)網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)應(yīng)分級，具備優(yōu)先傳送功能，并計算和控制流量，滿足全站設(shè)備正常運行的需求。d)宜按照IEC62351要求，采用信息加密、數(shù)字簽名、身份認證等安全技術(shù)，滿足信息通信安全的要求。

智能變電站技術(shù)導則第四十五頁，共89頁。智能變電站功能要求1.2站內(nèi)狀態(tài)估計應(yīng)具有站內(nèi)狀態(tài)估計及數(shù)據(jù)辨識與處理功能，保證基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的正確性，并支持智能調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)實現(xiàn)電網(wǎng)狀態(tài)估計。1.3與主站系統(tǒng)通信宜采用基于模型的通信協(xié)議與主站進行通信。1.4同步對時系統(tǒng)站內(nèi)采用基于衛(wèi)星時鐘的對時系統(tǒng)，系統(tǒng)層之間可采用IEC61588或SNTP協(xié)議對時方式，設(shè)備層之間可采用IEC61588或IRIG-B碼對時方式，對時精度滿足分布式應(yīng)用功能的需要。說明：主站系統(tǒng)希望變電站能提供可靠的數(shù)據(jù)以減輕主站系統(tǒng)的運算負擔并提高可靠性，這種數(shù)據(jù)看的可靠性就需要通過變電站狀態(tài)估計計算來實現(xiàn)。第四十六頁，共89頁。說明與主站通信時強調(diào)模型信息也要傳輸，不能僅限于簡單的四遙數(shù)據(jù)，有模型的數(shù)據(jù)可以讓主站信息接收處理簡化，且保證信息齊全。智能變電站的對時要求遠高于傳統(tǒng)變電站和數(shù)字化變電站。傳統(tǒng)變電站對時主要用于SOE時標，用于判斷動作時序，但不影響電網(wǎng)本身的安全運行。數(shù)字化變電站強調(diào)采樣的同一時刻，但并不強調(diào)絕對時刻。智能變電站由于有協(xié)同互動功能，必須要有精確的絕對時標。第四十七頁，共89頁。智能變電站功能要求1.5通信系統(tǒng)應(yīng)充分考慮可靠性，應(yīng)具有網(wǎng)絡(luò)風暴抑制功能，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備局部故障不應(yīng)導致系統(tǒng)性問題。應(yīng)充分考慮簡便性，應(yīng)有方便的配置向?qū)нM行網(wǎng)絡(luò)配置、監(jiān)視、維護。應(yīng)具有對網(wǎng)絡(luò)所有節(jié)點的工況監(jiān)視與報警功能。工業(yè)以太網(wǎng)交換機應(yīng)滿足以下要求：a)宜采用冗余直流供電和無風扇設(shè)計；b)電磁兼容等性能滿足DL/T860-3要求；c)應(yīng)具有服務(wù)質(zhì)量保證、虛擬局域網(wǎng)、組播過濾、廣播風暴限制、抵御拒絕服務(wù)攻擊和防止病毒傳播的功能；d)宜支持遵循DL/T860建模及對外通信。說明：對通信系統(tǒng)這里僅給出一般要求。第四十八頁，共89頁。智能變電站功能要求1.6電能質(zhì)量評估與決策系統(tǒng)宜實現(xiàn)包含電壓、諧波監(jiān)測在內(nèi)的電能質(zhì)量監(jiān)測、分析與決策的功能，為電能質(zhì)量的評估和治理提供依據(jù)。1.7變電站培訓仿真系統(tǒng)特高壓變電站宜配置變電站培訓仿真系統(tǒng)，提供智能變電站虛擬現(xiàn)實功能，實現(xiàn)設(shè)備巡檢、故障分析、運行操作等培訓功能。1.8區(qū)域集控功能當變電站在系統(tǒng)中承擔集中控制功能，即在滿足本變電站監(jiān)控的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對周邊多個變電站的集中監(jiān)控時，則變電站應(yīng)滿足集控站的相關(guān)技術(shù)標準及規(guī)范。1.9區(qū)域智能防誤操作根據(jù)變電站高壓設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，對開關(guān)、刀閘操作前后不同的分合狀態(tài)，進行高壓設(shè)備的有電、停電、接地三種狀態(tài)的拓撲變化計算，自動實現(xiàn)防誤操作的閉鎖邏輯判斷。第四十九頁，共89頁。說明具有電能質(zhì)量評估功能，尤其是與大用戶互動時需要。由于高電壓等級變電站操作的重要性，所以應(yīng)完善培訓手段，加快運行人員對巡檢、操作環(huán)境的熟悉。區(qū)域集控可以節(jié)約資源，提高維護工作效率，尤其是在今后小型變電站結(jié)構(gòu)緊湊，全戶外模式，不存在主控室的情況下。區(qū)域智能防誤操作強調(diào)按高壓設(shè)備的拓撲結(jié)構(gòu)，進行智能操作訪誤判別。智能變電站自動化系統(tǒng)今后模型處理的任務(wù)會越來越重，一個好的配置工具是必備手段。模型統(tǒng)一即可以實現(xiàn)統(tǒng)一配置。

第五十頁，共89頁。智能變電站功能要求1.10配置工具應(yīng)通過統(tǒng)一的配置工具對全站設(shè)備進行全站數(shù)據(jù)模型及通信配置。1.11源端維護變電站作為調(diào)度/集控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的源端，應(yīng)提供各種可自描述的配置參量，維護時僅需在變電站利用統(tǒng)一配置工具進行配置，生成標準配置文件，包括變電站主接線圖、網(wǎng)絡(luò)拓撲等參數(shù)及數(shù)據(jù)模型。變電站監(jiān)控系統(tǒng)與調(diào)度/集控系統(tǒng)可自動獲得變電站的標準配置文件，并自動導入到自身系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。變電站監(jiān)控系統(tǒng)的主接線圖和分畫面圖形文件，應(yīng)以網(wǎng)絡(luò)圖形標準SVG格式提供給調(diào)度/集控系統(tǒng)。1.12網(wǎng)絡(luò)記錄分析系統(tǒng)宜配置獨立的網(wǎng)絡(luò)報文記錄分析系統(tǒng)，實現(xiàn)對全站各種網(wǎng)絡(luò)報文的實時監(jiān)視、捕捉、存儲、分析和統(tǒng)計功能。網(wǎng)絡(luò)報文記錄分析系統(tǒng)宜具備變電站網(wǎng)絡(luò)通信狀態(tài)的在線檢測和狀態(tài)評估功能。第五十一頁，共89頁。說明源端維護是智能變電站的重要概念。數(shù)據(jù)從源頭就實現(xiàn)標準化，便于后面各種應(yīng)用利用，可以大幅提高工作效率，減少重復(fù)工作。比如今后調(diào)度端的數(shù)據(jù)、模型、各種圖表等工程數(shù)據(jù)均可根據(jù)變電站提供的文件（或者通過自描述手段）自動生成。采用SVG交換圖形格式目前已為電力系統(tǒng)中的圖形交換的主要采用方式。自數(shù)字化變電站之后，通信的重要性日益上升，甚至比保護還重要。借鑒保護專業(yè)通過故障錄波作為第三方仲裁的思路，智能變電站也有必要對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進行監(jiān)視、記錄和分析。可以這樣理解，在智能變電站中，故障錄波升級變成了網(wǎng)絡(luò)錄波。網(wǎng)絡(luò)的在線監(jiān)測功能是確保網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運行正常的重要手段。第五十二頁，共89頁。站內(nèi)智能高級功能要求2.1設(shè)備狀態(tài)可視化應(yīng)采集主要高壓設(shè)備（變壓器、斷路器等）狀態(tài)信息，進行可視化展示并發(fā)送到上級系統(tǒng)，為電網(wǎng)實現(xiàn)基于狀態(tài)檢測的設(shè)備全壽命周期綜合優(yōu)化管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。說明：變電站中的變壓器、斷路器等主設(shè)備的設(shè)備狀態(tài)應(yīng)接入系統(tǒng)，可隨時監(jiān)視。為今后實現(xiàn)變電站全壽命周期管理提供必要的數(shù)據(jù)和技術(shù)支撐。第五十三頁，共89頁。站內(nèi)智能高級功能要求2.2智能告警及分析決策應(yīng)根據(jù)變電站邏輯和推理模型，實現(xiàn)對告警信息的分類和信號過濾，對變電站的運行狀態(tài)進行在線實時分析和推理，自動報告變電站異常并提出故障處理指導意見，為主站提供智能告警，也為主站分析決策提供事件信息。說明：智能告警是對變電站內(nèi)的各種事件做一個梳理，理清其間的輕重緩急。根據(jù)事件的重要性，合理安排告警信息，屏蔽沒有意義或者在運行情況下低一級的告警信息。例如在正常操作或者保護動作之后，遙測越限告警就意義不大了。主要是為減輕主站系統(tǒng)的負擔。第五十四頁，共89頁。站內(nèi)智能高級功能要求2.3故障信息綜合分析決策宜在故障情況下對包括事件順序記錄信號及保護裝置、相量測量、故障錄波等數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)挖掘、多專業(yè)綜合分析，并將變電站故障分析結(jié)果以簡潔明了的可視化界面綜合展示。說明：事故信息綜合分析決策是指在發(fā)生電力系統(tǒng)事故或者故障情況下，系統(tǒng)根據(jù)獲取的各種信息，自行為值班運行人員提供一個事故分析報告并給出事故處理預(yù)案，便于迅速判定事故原因和應(yīng)采取的措施，而且可以人工分析直接提供相關(guān)數(shù)據(jù)信息。

第五十五頁，共89頁。站外智能高級應(yīng)用2.4支撐經(jīng)濟運行與優(yōu)化控制綜合利用FACTS、變壓器自動調(diào)壓、無功補償設(shè)備自動調(diào)節(jié)等手段，達到支撐調(diào)度系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行和優(yōu)化控制的目的。說明：根據(jù)變電站實時運行的情況，運用數(shù)學模型算法，結(jié)合站內(nèi)的調(diào)壓、無功投切等手段，給出經(jīng)濟運行和優(yōu)化控制策略，強調(diào)為調(diào)度系統(tǒng)服務(wù),如電壓無功控制的限值可能是由調(diào)度系統(tǒng)下發(fā)。

第五十六頁，共89頁。站外智能高級應(yīng)用2.5系統(tǒng)級安全自動控制宜利用統(tǒng)一采集的信息，集中處理，實現(xiàn)全站備自投、安全穩(wěn)定控制等功能。說明：在通信和數(shù)據(jù)處理速度滿足要求的情況下，應(yīng)考慮基于全站數(shù)據(jù)信息的集中式處理架構(gòu)的應(yīng)用，系統(tǒng)級的運行控制策略優(yōu)于面向單間隔的策略。與以往的分散、分布式保護完全不同，采集全站內(nèi)全部或者部分實時運行數(shù)據(jù)，集中運算，基于全站系統(tǒng)級策略，實現(xiàn)保護，是一種集中式處理。

第五十七頁，共89頁。站外智能高級應(yīng)用2.6站域保護運用集中或分布協(xié)調(diào)的方式采集全站實時信息并進行分析計算，優(yōu)化后備保護、輔助保護性能，提高保護對智能變電站多種運行方式的自適應(yīng)能力。利用冗余信息比對相關(guān)數(shù)據(jù)和裝置狀態(tài)，實現(xiàn)繼電保護的狀態(tài)檢測和檢修。2.7與外部系統(tǒng)信息交互具有與大用戶、電源等外部系統(tǒng)進行信息交換的功能，能轉(zhuǎn)發(fā)進線、出線運行狀況等相關(guān)信息。說明：是智能變電站的互動化體現(xiàn)。

第五十八頁，共89頁。輔助設(shè)施功能要求1.視頻監(jiān)控站內(nèi)宜配置視頻監(jiān)控系統(tǒng)并可遠傳，與站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)在設(shè)備操控、事故處理時協(xié)同聯(lián)動，并具備設(shè)備就地、遠程視頻巡檢及遠程視頻工作指導的功能。說明：視頻監(jiān)控應(yīng)與監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動，在設(shè)備操控和事故處理時顯示被操作對象的實時圖像信息，進一步保證整個過程的可靠實施，減輕工作人員勞動強度，也是今后無人值班站操作模式的發(fā)展方向。

第五十九頁，共89頁。輔助設(shè)施功能要求2安防系統(tǒng)應(yīng)配置災(zāi)害防范、安全防范子系統(tǒng)，告警信號、量測數(shù)據(jù)宜通過站內(nèi)監(jiān)控設(shè)備轉(zhuǎn)換為標準模型數(shù)據(jù)后，接入當?shù)睾笈_和控制中心，留有與應(yīng)急指揮信息系統(tǒng)的通信接口。宜配備語音廣播系統(tǒng)，實現(xiàn)設(shè)備區(qū)內(nèi)流動人員與集控中心語音交流，非法入侵時能廣播告警。說明：安防系統(tǒng)的信息接入當?shù)睾笈_和控制中心，能可靠、有效地發(fā)揮安防系統(tǒng)的作用；留有與應(yīng)急指揮信息系統(tǒng)的通信接口是保留進一步發(fā)揮安防系統(tǒng)作用的可能性，便于以后的發(fā)展需求。第六十頁，共89頁。輔助設(shè)施功能要求3照明系統(tǒng)應(yīng)采用高光效光源和高效率節(jié)能燈具以降低能耗，事故應(yīng)有應(yīng)急照明。有條件時，應(yīng)積極采用太陽能、地熱、風能等清潔能源供電。說明：在照明系統(tǒng)中重點考慮節(jié)能，提倡采用清潔能源。4站用電源系統(tǒng)宜將直流、交流、逆變、UPS、通信等電源一體化設(shè)計、一體化配置、一體化監(jiān)控，其運行工況和信息數(shù)據(jù)能通過一體化監(jiān)控單元展示并轉(zhuǎn)換為標準模型數(shù)據(jù)，以標準格式接入當?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)，并上傳至控制中心。第六十一頁，共89頁。輔助設(shè)施功能要求說明：站內(nèi)各種電源能一體化考慮，并接入監(jiān)控系統(tǒng)和上傳至控制中心，達到高效、可靠控制整個變電站站用電源的目的。5輔助系統(tǒng)優(yōu)化控制宜具備變電站設(shè)備運行溫度、濕度等環(huán)境定時檢測功能，實現(xiàn)空調(diào)、風機、加熱器的遠程控制或與溫濕度控制器的智能聯(lián)動，優(yōu)化變電站管理。說明：為了保證變電設(shè)備的安全運行，需要實時了解其運行環(huán)境，也需要能遠程控制相應(yīng)設(shè)備改變變電設(shè)備的運行狀況。第六十二頁，共89頁。一次設(shè)備智能化實施方案第六十三頁，共89頁。一次設(shè)備智能化實施方案智能變電站是統(tǒng)一堅強智能電網(wǎng)的重要支撐節(jié)點，作為變電站重要的一次設(shè)備的變壓器、開關(guān)和刀閘的智能化是整個智能變電站建設(shè)中不可或缺的重要一環(huán)。數(shù)字化的智能一次設(shè)備是智能化變電站系統(tǒng)的重要組成部分，智能高壓設(shè)備的數(shù)字化可以有效解決數(shù)據(jù)和信息的共享以及設(shè)備間的互操作問題，有利于整合測量、控制、計量、保護、監(jiān)控等自動化功能，提高設(shè)備的可靠性、可維護性等性能，降低設(shè)備成本和維護費用。實現(xiàn)智能高壓設(shè)備的數(shù)字化的關(guān)鍵技術(shù)是將模型信息和服務(wù)統(tǒng)一到IEC61850標準，站內(nèi)各智能高壓設(shè)備具有一致的描述和通信方法，具有自我描述能力。第六十四頁，共89頁。智能變壓器智能變壓器具有通訊和數(shù)據(jù)處理能力，將變壓器的各種工況數(shù)據(jù)、位置信號經(jīng)處理后發(fā)送至數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，并能夠接受各種對變壓器操作的數(shù)字指令。智能變壓器的基本構(gòu)成如圖所示，本體主要由變壓器、冷卻系統(tǒng)、變壓器油以及有載調(diào)壓等部分組成，為了滿足運行及智能化的需要，內(nèi)部需要增加各種用來測量壓力、溫度、局放、色譜等信息的傳感器和測量電流、電壓的互感器，以滿足狀態(tài)檢修和變壓器自保護、自控制的要求。變壓器智能組件就地安裝，通過短距離控制電纜與變壓器本體相連接，實時采集各種傳感器的信息，通過處理后實現(xiàn)狀態(tài)上送、冷卻系統(tǒng)自動控制、分接頭調(diào)節(jié)、本體保護、告警等功能，同時還可以集成合并單元功能，實時發(fā)送電流電壓信息，并可接收處理GOOSE報文。第六十五頁，共89頁。智能高壓電器（1）智能高壓電器具有通訊和數(shù)據(jù)處理能力，將開關(guān)與刀閘的狀態(tài)信號、位置信號采集后經(jīng)處理形成符合IEC61850的數(shù)據(jù)報文后發(fā)送至數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)；并能夠接受各種符合IEC61850標準的對開關(guān)與刀閘操作的數(shù)字指令。智能高壓電器的基本構(gòu)成如圖所示，本體主要由斷路器、隔離開關(guān)和接地開關(guān)組成，為了滿足運行及智能化的需要，內(nèi)部除了要有控制回路、儲能機構(gòu)、位置信息外，還需要增加各種用來測量壓力、溫度等信息的傳感器以及測量電流、電壓的互感器，以滿足狀態(tài)檢修和高壓電器自保護的要求。高壓電器智能組件就地安裝，通過短距離控制電纜與高壓電器相連接，實時采集各種傳感器的信息，通過處理后實現(xiàn)狀態(tài)上送、本體保護、告警等功能，同時還可以集成合并單元功能，實時發(fā)送電流電壓信息，并可接收處理GOOSE報文。第六十六頁，共89頁。智能高壓電器（2）因此變壓器智能組件的設(shè)計應(yīng)采用模塊化設(shè)計，組件內(nèi)的模塊設(shè)計時應(yīng)采用統(tǒng)一標準，以滿足不同廠家的功能插件。智能組件框圖如圖所示：內(nèi)部設(shè)有光纖以太網(wǎng)，用于各個模塊間的數(shù)據(jù)通信，模塊可以由不同廠家生產(chǎn)，但是都遵循IEC61850規(guī)范或其擴展規(guī)范。所有的對外數(shù)據(jù)出口只有采樣值出口、變壓器保護出口和一些必要的通信數(shù)據(jù)出口（如：變壓器狀態(tài)信息、分接頭位置等），減少網(wǎng)絡(luò)帶寬占用。這三種出口均為光纖以太網(wǎng)接口，通過外置于組件外的工業(yè)光纖以太網(wǎng)交換模塊集中后用單一光纖連接于外部數(shù)據(jù)網(wǎng)。每個模塊電源均采用隔離方式，任一模塊的電源損壞不影響其他模塊的電源。第六十七頁，共89頁。方案說明本方案所有圖中標注的“智能組件”是指同一系統(tǒng)，各個“智能組件”可能是在同一個板卡，也可能是通過內(nèi)部通信連接在一起的裝置。并不是指單獨的裝置或插件。

第六十八頁，共89頁。智能變壓器組件智能變壓器的智能化主要依靠智能變壓器組件，該組件擁有數(shù)字化接口，遵照IEC61850標準接入系統(tǒng)，通信接口采用100M光纖以太網(wǎng)。利用先進的檢測技術(shù)和手段，將多種檢測裝置綜合在一起，實現(xiàn)變壓器運行狀態(tài)的綜合數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)處理，為變壓器的狀態(tài)維護提供可靠依據(jù)。集成了局部放電在線監(jiān)測、油中溶解氣體分析、溫度負荷在線監(jiān)測、綜合狀態(tài)特性分析和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)燃夹g(shù)，在線監(jiān)測電力變壓器等高壓電氣設(shè)備運行狀態(tài)。監(jiān)測系統(tǒng)是由局部放電在線監(jiān)測裝置、油溶解氣體在線監(jiān)測裝置、溫度負荷在線監(jiān)控裝置、在線監(jiān)測綜合分析軟件和數(shù)據(jù)服務(wù)器五部分組成；控制系統(tǒng)可以有載調(diào)壓、風扇自動控制等。

第六十九頁，共89頁。智能高壓電器組件智能高壓電器應(yīng)該遵照IEC61850標準，能夠發(fā)送采樣值數(shù)據(jù)；能夠在授權(quán)條件下控制變電站內(nèi)斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)的分合閘動作；具有保護功能、自檢同期功能；能夠監(jiān)測開關(guān)、刀閘的狀態(tài)；例如監(jiān)測開關(guān)輔助觸點的正常與否、統(tǒng)計斷路器開斷次數(shù)、能夠通過分合閘線圈的電流測量判斷分合閘線圈好壞、能夠監(jiān)測液壓油及氣體的純度、壓力和溫度；能夠統(tǒng)計油泵和開關(guān)啟動次數(shù)及啟動時間。

第七十頁，共89頁。智能高壓電器組件高壓電器智能組件的設(shè)計也應(yīng)采用模塊化設(shè)計，組件內(nèi)的模塊設(shè)計時應(yīng)采用統(tǒng)一標準，以滿足不同廠家的功能插件。智能組件框圖如圖5-2所示：內(nèi)部設(shè)有光纖以太網(wǎng)，用于各個模塊間的數(shù)據(jù)通信，模塊可以由不同廠家生產(chǎn)，但是都遵循IEC61850規(guī)范或其擴展規(guī)范。所有的對外數(shù)據(jù)出口只有采樣值出口和GOOSE通信數(shù)據(jù)出口（如：開關(guān)狀態(tài)信息、位置信息等），這兩種出口均為光纖以太網(wǎng)接口，通過外置于組件外的工業(yè)光纖以太網(wǎng)交換模塊集中后通過單一光纖連接于外部數(shù)據(jù)網(wǎng)。每個模塊電源均采用隔離方式，任一模塊的電源損壞不影響其他模塊的電源。第七十一頁，共89頁。智能組件通信智能組件通信是指組件的內(nèi)部各模塊之間，以及智能組件與智能變電站內(nèi)其他智能設(shè)備之間的通信，均采用光纖連接的數(shù)字化通信方式。1組件內(nèi)部通訊1.1邏輯節(jié)點分配智能組件的內(nèi)部各功能模塊均作為IED與其他功能模塊進行數(shù)字化通信，根據(jù)功能模塊實現(xiàn)的功能類型創(chuàng)建一個或多個邏輯設(shè)備，具有各自的邏輯節(jié)點，通過邏輯節(jié)點間的信息交互完成相應(yīng)應(yīng)用功能。1.2接口和服務(wù)智能組件的內(nèi)部各功能模塊之間采用IEC61850服務(wù)進行通信。子功能操控單元之間采用GOOSE進行通信；ECT/EVT通過合并單元采用IEC61850-9-2LE進行采樣值傳輸；第七十二頁，共89頁。智能組件通信2組件與外部通信智能組件配備數(shù)據(jù)綜合管理模塊實現(xiàn)與其他智能模塊或IED的數(shù)字化通信，配備合并單元為數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)提供采樣值，各功能模塊的功能實現(xiàn)仍采用傳統(tǒng)硬接線和直接電纜連接方式。2.1邏輯節(jié)點分配數(shù)據(jù)綜合管理模塊作為IED具備數(shù)字化通信功能，根據(jù)各功能模塊實現(xiàn)的功能類型統(tǒng)一創(chuàng)建多個邏輯設(shè)備，每個邏輯設(shè)備配備各自的邏輯節(jié)點。2.2接口和服務(wù)合并單元采樣值采用IEC61850-9-2LE傳輸；數(shù)據(jù)綜合管理模塊采用IEC61850服務(wù)與其他智能設(shè)備進行通信，支持MMS服務(wù)和GOOSE?？焖賵笪男畔ⅲㄈ缣l）采用GOOSE服務(wù)實現(xiàn)；一般報文信息采用MMS服務(wù)進行Client/Server通信。第七十三頁，共89頁。智能組件通信3關(guān)鍵技術(shù)3.1邏輯節(jié)點和模型擴充IEC61850-7-3和-7-4部分定義了大量的數(shù)據(jù)和邏輯節(jié)點模型，但實際應(yīng)用中這些模型還遠遠不夠，因而需要根據(jù)IEC61850標準規(guī)定的擴展方法進行模型擴充，并進行一致性說明，避免產(chǎn)生歧義。3.2快速報文處理采用網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化傳輸取代傳統(tǒng)硬接線，必須保證信息傳輸?shù)目焖傩?。通過優(yōu)先級劃分和預(yù)配置等技術(shù)的應(yīng)用確保滿足快速報文的時間要求。第七十四頁，共89頁。智能組件通信3.3采樣值傳輸現(xiàn)階段采樣值傳輸標準包括IEC60044規(guī)定的FT3格式，IEC61850-9-1和IEC61850-9-2等數(shù)據(jù)格式。IEC61850-9-2LE是廠家約定的9-2的固定配置版本，新開發(fā)的設(shè)備應(yīng)該盡可能采用IEC61850-9-2LE。3.4網(wǎng)絡(luò)及信息安全采用網(wǎng)絡(luò)化信息交互方式，網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計必須考慮信息傳輸?shù)陌踩煽?。采樣速率、網(wǎng)絡(luò)帶寬、CPU處理能力等是網(wǎng)絡(luò)傳輸性能的約束條件。信息隔離、認證等安全策略也是保證網(wǎng)絡(luò)安全的重要手段。第七十五頁，共89頁。智能組件通信3.5功能分配和優(yōu)化設(shè)備智能化發(fā)展使得功能分配更加合理，功能優(yōu)化應(yīng)采用就近處理原則，盡可能避免大數(shù)據(jù)量、長時間的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，盡可能提高通信效率。3.6實現(xiàn)過程一次設(shè)備智能化是充滿挑戰(zhàn)的過程，涉及各方面的知識和大量工作。目前應(yīng)優(yōu)先以完善設(shè)備功能和實現(xiàn)設(shè)備間互操作為主要任務(wù)，首先實現(xiàn)設(shè)備通信接口的數(shù)字化。對于老站改造，采用傳統(tǒng)接線方式接入智能操作箱，配置通信模塊，提供兩個以上網(wǎng)絡(luò)接口進行對外通信。新建站盡可能采用全數(shù)字化配置，或采用部分數(shù)字化配置逐步向全數(shù)字化過渡。第七十六頁，共89頁。調(diào)試與驗收1調(diào)試應(yīng)提供面向各項功能要求的方便、可靠的調(diào)試工具與手段，滿足調(diào)試簡便、分析明確、輸出結(jié)果清晰的要求。調(diào)試工具通過連接智能組件導入智能組件模型配置文件，自動產(chǎn)生智能組件所需的信息文件，自動檢測智能組件的輸出信息流。調(diào)試工具具備電力系統(tǒng)動態(tài)過程的仿真功能，可輸出信息流，實現(xiàn)對智能組件的自動化調(diào)試。合并單元調(diào)試專用工具，可給電子式互感器提供輸入信號，監(jiān)測合并單元的輸出，測試合并單元的同步、測量誤差等性能