智能变电站功能架构及设计原则

智能变电站功能架构及设计原则

王明

广东电网有限责任公司肇庆供电局 526060

摘要：随着我国社会经济社会的不断发展，人们对电能的需求量逐渐增大，导致供电压力随之逐渐增大。变电站是供电系统重要组成部分之一，直接关系着电力

供应的效果。因此建设智能变电站对电力能源的供给意义重大。本文就智

能变电站的功能架构及其设计原则展开了具体研究。

关键词：智能变电站；功能架构；设计原则

前言：电力作为当代社会的重要能源之一，给人们的生活提供了极大的便利。因此相关工作人员为了确保电力设备能够正常运行，需要建设完善的智能变电站，对智能变电站功能架构以及设计原则进行深入性的研究。与传统变电站相比，智能变电站具有多种优势：安全性能高、占地面积少、绿色环保等，所以成为变电站的主要发展方向。智能变电站作为建设智能电网的基础，成为了变电站的发展方向，因此对智能变电站的研究具有现实意义。

一、智能变电站的设计原则和注意事项

（一）、设计原则

智能变电站在设计过程中为了更好的顺应时代发展的趋势，满足新时期供电系统的需求，需要遵循一下原则：第一，为便于采集最新消息，需在变电站设备中植入传感器；第二，智能变电站构造体系要选取开放型；第三，设计原则要遵从规范化；第四，保证设计的安全和可靠；第五，体现变电站的“智能”性，内部应能够自动协调和分析。只有遵循一定的设计原则，才能使设计更合理、更人性化，更能够满足社会发展的需求。

2. 、设计注意事项

智能变电站设计过程中，首要就是要保证设备运行的安全性，设备的构造要保持紧密，确保智能变电站实现高效性的运行。再者，要注意设备配置出现重复的情况。变电站在设计过程中特别需要注意一下事项：（1）减少变电站的占地面积，智能变电站一律使用集成化电气设备；再者，最大限度的将功能相似的设计进行合并，扩大空间，以电缆代替光纤，合理设置电缆沟位置；最后，在经济允许的情况下，要选择性能好的网络设备，对于网络架构也要灵活把握。

2. 智能变电站系统结构设计

根据lEC61850标准，变电站自动化系统共分为三层，分别为：过程层、间隔层和变电站层，其主要是用来监控,对设备和电网继电进行保护，下面就这三部分展开具体研究。

（一）、过程层。过程层主要由输入输出设备、智能传感器和执行器等新智能组件组成。过程层主要任务就是采集模拟量和开关量，然后向下两层，间隔层和变电站层发送信号，实现对变电站的控制，进而分配电能，实现传输、测量、控制、保护和状态监测等功能。（二）、间隔层。间隔层的核心组成部分包括间隔控制、保护和监视三部分，一般情况下主要为继电保护、系统监控和主lED等二次设备装置，完成与各种远方l/O、智能传感器和控制器的通信工作。（三）、变电站层。变电站层的主要组成部分包括计算机、操作台和远方通信，其中计算机主要任务就是对数据进行采集，存储相关运行信息。变电站内各层之间联系的基础技术就是数字通信技术，而变电站层和间隔层的通信均依靠站级总线路，属于串行通信方式；间隔层和过程层之间采用并行通信方式，即用过程总线通信，单点向多点传输的方式。为实现全站信息的高效交换，站内相关智能组件和电子设备均采用统一协议，而且全站统一数据源也符合网络信息共享的要求。

三、智能变电站构架的功能及特点

（一）、统一信息建模

现在变电站一般采用以lEC61850标准为主的建模方式，并且智能变电站还可以实时对覆盖区域内的电网运行状况进行监测，并且能够自动识别并分析网络模型和设备，是控制中心做出正确决策的关键和基础。

（二）、智能化电气设备

与数字化变电站中的智能化一次设备相比，智能变电站中的一次设备更加强化了信息化功能，现在的智能变电站监控的变电站状态信息更为全面，信息传递更加迅速高效。还可以利用通信网络来获得有用信息，比如其他设备的运行状态。还有，智能化设备的自动化程度加深，其自动化功能相比于普通自动化电气设备更具有高效性的特征。通过设备在特定下完美的集合，使设备具有互动化的功能，能够与系统、上级监控设备、调度、相关设备及用户等设备的信息进行及时交换。

（三）、保证设备的正常维护

变电站体系中的主要电气设备在运作时会产生气体、电脉冲、局部热量较高高等不利现象，智能变电站能够全部采集并对此信息进行存储。智能变电站中配备了许多用来监控变电站系统中关键设备的传感器，或由一次设备直接完成数据采集工作。运用DL/T860型的方案进行建模，则必须要设计相应的用来检修设备状态的信息模型，和有效的监测状态预警体系。

（四）、控制操作自动化

自动化操作系统是智能变电站的特有系统，既受变电站内一键触发的控制，又接收调度中心、监控中心和本地后台系统发布的操作命令，并可以自动完成相关运行方式所需操作。操作的程序化给人以直观的画面，在远端和站层都可以实现安全校验和闭环控制的透明化，而且可以适应不同的运作方式和不一样的主接线，以应区域监控中心站和无人值班模式的要求。

（五）、全景化数据采集

智能变电站的对时系统非常灵敏的，可以统一变电站内的时钟，并精准的对站内设备的静态和动态进行判断，完善站内电气设备的动静态模型，将采集到的全景化数据传输给电网的管理层。新型同步测量技术、传感技术和检测状态技术的应用，使变电站内设备的智能化程度加深，对站内数据的采集和处理也更加精确，实现各部门实时开展数据共享，保障了电网进行智能调节和控制，确保各个层次电网之间可以高效工作。

6. 、事故处理智能化以及互动化用户

要实现分析决策和报警的智能化，首先要将整个变电站的报警信息进行分类，实现信息分类报警功能。智能报警方案由以下主要部分组成：首先进行信号的过滤，确定报警信号，然后设计报警方案，最后据实进行推理，并对事故和技术进行关联，设计事故处理方案。报警方案还包括决策辅助和故障分析、评估和决策电能质量。智能变电站可以向大用户传送电量、电价、电网负荷和电能质量等相关信息，确保电力交易的进行，实现电力资源的优化配置。还可以引导电力市场的主体加入到电网安全管理系统中，确保智能电网的各个环节可以实现相互协同运行。

结束语

综上所述，智能变电站的建设对于国家智能电网的发展至关重要，智能变电站功能架构一旦出现任何问题，就会直接影响智能电网供电的效果，因此要严格遵守智能变电站的设计原则，把握好智能变电站的功能框架，不断优化变电站的运作周期和设计方案，保证我国电网稳定运行，实现智能电网的目标，从而为促进电力事业的快速发展做出贡献。

参考文献：

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