01智能变电站概述和网络架构__V1.00_赵瑞辰
智能变电站概述及通
智能变电站概述及通讯结构图电气设备监测与故障诊断作业智能变电站学院：电子信息专业：电气工程及其自动化班级：13级01班姓名：苗增学号：41303040134智能化变电站建设苗增西安工程大学电气工程及其自动化系，临潼，710600摘要：智能变电站是由智能化一次设备、网络化二次设备在IEC61850通信协议基础上分层构建，能够实现智能设备间信息共享和互操作的现代化变电站。
与常规变电站相比，智能化变电站间隔层和站控层的设备及网络接口仅接口和通信模型发生了变化，但过程层却由传统的电流、电压互感器、一次设备以及一次设备与二次设备之间的电缆连接，改变为电子式互感器、智能化一次设备、合并单元、光纤连接等内容。
1.智能化变电站的体系结构与通讯网络IEC61850将智能变电站分为过程层、间隔层和站控层，各层内部及各层之间采用高速网络通信。
整个系统的通讯网络可以分为：站控层和间隔层之间的站控层通讯网、以及间隔层和过程层之间的过程层通讯网。
站控层通信全面采用IEC61850标准，监控后台、远动通信管理机和保护信息子站均可直接接入IEC61850装置。
同时提供了完备的IEC61850工程工具，用以生成符合IEC61850-6规范的SCL文件，可在不同厂家的工程工具之间进行数据信息交互。
2.间隔层通讯网采用星型网络架构，在该网络上同时实现跨间隔的横向联锁功能。
110kV及以下电压等级的变电站自动化系统可采用单以太网，110kV以上电压等级的变电站自动化系统需采用双以太网。
智能化变电站通讯结构见如下示意图：3.PRS7000变电站自动化系统3.1.技术特点采用分层分布、面向对象的设计思想;支持IEC61850标准，间隔层测控/保护装置全面通过中国电科院RTU 检测中心的一致性测试和荷兰KEMA公司IEC61850一致性测试及认证;当地监控系统适用于多操作系统(Windows/UNIX/Linux),多硬件系统(32位/64位)的混合平台;当地监控系统采用图库一体化设计，并内嵌了操作票和一体化五防等功能;采用嵌入式软/硬件设计技术，实现了变电站层通信平台的通用化和装置化，可以方便地满足不同应用场合的需要;间隔层测控/保护装置采用了网络化硬件平台，实现了硬件的标准化、模块化，方便配置和扩展。
智能变电站简介介绍
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目录
• 智能变电站概述 • 智能变电站技术特点 • 智能变电站系统架构 • 智能变电站应用案例与前景展望
01
智能变电站概述
智能变电站的定义
先进性
智能变电站采用了先进、集成、 环保等理念和设备，具有高效、 安全、可靠等特征。
信息化
智能变电站强调信息化、数字化 ，实现对电网运行状态的实时监 测与数据分析。
04
智能变电站应用案例与前 景展望
智能变电站应用案例与前景展望
• 智能变电站是电力系统中的重要组成部分，采用先进的传感 技术、通信技术、计算技术和控制技术，实现变电站设备的 智能化、信息的数字化和通信的网络化，提高电力系统的运 行可靠性和经济性。下面将介绍智能变站发展历程
01
02
03
初期阶段
智能变电站的概念提出， 技术研究和试点建设。
发展阶段
智能变电站技术在国内外 得到广泛应用，逐渐成熟 和标准化。
未来趋势
智能变电站将进一步实现 数字化、自动化、网络化 ，推动电网智能化发展。
智能变电站的意义和重要性
提高电网运行效率
智能变电站实现对电网设备的实时监 测和数据分析，提高电网运行效率。
感谢观看
增强电网安全性
通过对电网设备的智能监测，可以及 时发现潜在故障，并采取相应措施， 提高电网安全性。
推动能源转型
智能变电站的发展与应用，有助于推 动清洁能源、可再生能源的接入与消 纳，促进能源转型。
提升电力行业技术水平
智能变电站的发展，将推动电力行业 技术创新与提升，提高行业整体技术 水平。
02
智能变电站技术特点
智能变电站技术特点
• 智能变电站是电力系统中的重要组成部分，采用先进的技术手 段，实现对变电站设备的监测、控制、保护等功能，提高电力 系统的运行效率和安全性。下面将分别介绍智能变电站的技术 特点。
智能变电站网络结构
智能变电站网络结构在当今的电力系统中，智能变电站扮演着至关重要的角色，而其网络结构则是实现智能化运行和高效可靠供电的关键支撑。
智能变电站的网络结构，简单来说，就像是一个高效运作的信息高速公路系统，负责在变电站内的各个设备之间快速、准确地传输数据和指令。
它主要由站控层、间隔层和过程层这三个层次组成，每个层次都有着独特的功能和作用。
站控层处于整个网络结构的顶端，就像是一个指挥中心。
它主要由主机、操作员站、远动通信装置等设备构成。
站控层的任务是对整个变电站进行监视、控制和管理。
通过收集来自间隔层和过程层的各种数据信息，站控层能够全面了解变电站的运行状态，并根据这些信息下达控制指令，以实现对变电站的优化运行和故障处理。
间隔层则像是各个作战小分队，位于站控层和过程层之间。
它由保护装置、测控装置等设备组成。
间隔层的主要职责是对所属间隔进行保护、测量和控制。
每个间隔都有对应的间隔层设备，它们相互协作，又相对独立，能够在一定程度上自主处理本间隔内的事务，并将重要信息上传至站控层，同时接收站控层的指令进行相应操作。
过程层是网络结构的最底层，也是与一次设备直接相连的部分，堪称“前线战士”。
过程层包括智能终端、合并单元等设备。
智能终端负责对一次设备进行控制和监测，例如断路器、隔离开关的分合操作等。
合并单元则主要对电流、电压等模拟量进行数字化转换，并将这些数字信号上传至间隔层和站控层。
在智能变电站的网络结构中，通信技术起着举足轻重的作用。
目前，常用的通信协议有 IEC 61850 标准。
IEC 61850 标准为智能变电站内的各种设备之间的通信提供了统一的规范和接口，使得不同厂家生产的设备能够相互兼容和互操作。
这就好比大家都说着同一种“语言”，交流起来毫无障碍，大大提高了系统的灵活性和可扩展性。
为了确保数据传输的可靠性和实时性，智能变电站网络通常采用以太网技术。
以太网具有传输速度快、带宽大、易于扩展等优点。
同时，为了满足不同业务对实时性和可靠性的要求，网络还会采用不同的组网方式，比如过程层网络可能会采用星形、环形或者总线型等结构。
智能变电站网络架构
智能变电站网络架构智能变电站网络架构第一章引言智能变电站作为能源电力系统中的重要组成部分，具有数据采集、监控管理、远程操作等功能。
本文档旨在介绍智能变电站网络架构的设计原则及相关技术细节，以便为变电站网络部署提供指导。
第二章整体架构设计1.变电站网络拓扑a.传感器与设备连接：(1) 采用统一的物联网通信技术，如LoRaWAN、NB-IoT 等，连接各种传感器和设备。
(2) 传感器与设备之间可以通过无线或有线方式连接，以满足不同传感器的特殊需求。
b.局部网络：(1) 变电站内部设备采用局部网络进行连接，如以太网、工业以太网等。
(2) 局部网络通过网络交换机进行连接，实现设备之间的通信与数据交换。
c.多变电站互连：(1) 不同变电站间通过广域网连接，建立互连网络。
(2) 互连网络可以采用VPN、封装协议等方式进行数据隔离与传输。
2.网络安全设计a.认证与授权：(1) 采用身份认证机制，例如基于数字证书的认证方式，确保系统中每个用户的身份可信。
(2) 授权管理，设定不同用户的权限等级，实现对系统资源的访问控制。
b.数据传输加密：(1) 在局部网络和互连网络中，采用安全的通信协议，如SSL/TLS，对数据进行加密传输，防止数据被窃听和篡改。
c.设备安全保护：(1) 引入物联网安全技术，对传感器和设备进行安全管理与保护。
(2) 定期更新设备固件，修复安全漏洞，确保设备的安全性。
第三章局部网络设计1.总体要求a.高可靠性：采用冗余设计，实现网络设备的冗余和链路的冗余，提高网络的可靠性与可用性。
b.高性能：选用高性能的网络设备，确保数据传输的稳定性和快速性。
c.网络管理：引入网络管理平台，实现网络设备的集中管理和监控，提供故障诊断和维护功能。
2.设备选型a.网关设备：选用高性能、可靠性强的网关设备，支持各种传感器和设备的连接、数据处理与转发。
b.网络交换机：根据局部网络规模和需求，选用高性能、可管理性强的交换机，满足带宽需求和扩展性。
智能变电站简介
智能变电站简介智能变电站简介：一、概述：智能变电站是利用先进的信息技术、通信技术和控制技术实现自动化、智能化运行管理的现代化电力供应设施。
它通过集成电力系统监控、自动化保护、通信调度、数据处理等功能，提高了电力系统的稳定性、可靠性和安全性，实现了对变电站设备和电网运行状态的全面监测和控制。
二、设备配置：1、主变压器：智能变电站配备高性能的主变压器，具有高效率、低损耗、体积小、重量轻等特点。
同时，主变压器配备智能监测系统，可以实时监测油温、载流量、绝缘状态等参数，及时预警故障。
2、开关设备：智能变电站采用先进的开关设备，如SF6断路器和真空断路器，具有快速断电、可靠性高、维护免保养等优点。
同时，开关设备配备智能保护和监测系统，可以实现对电力设备的远程监控和故障定位。
3、自动化控制系统：智能变电站配备先进的自动化控制系统，包括SCADA系统、远动系统等，实现对变电站各个设备的远程监控、自动操作和数据采集。
通过这些系统，可以实现变电站的自动化运行和远程管理。
4、通信调度系统：智能变电站采用高速可靠的通信网络，将变电站与电力公司的调度中心相连。
通过通信调度系统，实现对电力设备和电网运行状态的全面监测和远程控制。
三、功能特点：1、智能监测：智能变电站配备各种监测装置和传感器，可以对变电站设备的温度、湿度、电流等参数进行实时监测，并及时报警。
2、故障预警：智能变电站配备故障预警系统，可以对变电站设备进行故障预警，并通过短信、邮件等方式提醒维护人员及时处理。
3、智能保护：智能变电站采用先进的保护装置，可以对电力设备进行精确的保护，及时切除故障，保障电力系统的安全运行。
4、远程操作：智能变电站配备远程操作系统，可以实现远程对变电站设备的操作和控制，减少人工操作，提高工作效率。
附件：本文档涉及的附件包括智能变电站的设备配置图、通信调度系统的架构图等，详见附件1：法律名词及注释：1、智能变电站：指利用先进的信息技术、通信技术和控制技术实现自动化、智能化运行管理的现代化电力供应设施。
智慧变电站：新一代智能变电站的概念及建设目标阐述
智慧变电站新一代智能变电站的概念及建设目标阐述导读智能变电站是建设智能电网的关键环节和重要内容，一次设备的智能化是智能变电站与传统变电站的重要区别，研究智能变电站一次设备智能化技术具有重要的意义和价值。
智能变电站是建设智能电网的关键环节和重要内容，一次设备的智能化是智能变电站与传统变电站的重要区别，研究智能变电站一次设备智能化技术具有重要的意义和价值。
出了智能变电站一次设备智能化的相关建议。
智能电网是构建全球互联、高度智能、清洁环保、高效利用、友好互动的全球能源互联网的重要支撑，是承载和推动新一轮能源革命的基础平台。
发展智能电网有利于清洁可再生能源的开发利用、资源的最优配置、雾霾的治理以及电动汽车等新型高科技产业的快速发展，发展智能电网已成为我国能源发展的战略目标。
未来的智能电网将采用先进的材料技术、可再生能源发电技术、传感技术、通信技术、超导技术、储能技术、先进控制理论，使得能源开发更清洁，利用更高效，配置更优化，碳排放量更低。
未来的智能电网将实现微电网与特高压骨干电网协同发展，电网与用户友好互动，从而更好的服务于国民经济的发展。
“绿色供电、智慧用电”是智能电网内涵的深刻体现。
智能变电站是坚强智能电网的基石和重要支撑，而一次设备的智能化是智能变电站建设的关键环节。
1.智能变电站概念及其建设目标智能变电站采用先进、环保、集成、可靠、低碳的智能设备，能够自动完成信息采集、测量、计量、保护、在线监测、自诊断等基本功能，支持电网实时智能调节、自动控制、协同互动、在线分析决策等功能[1-4]。
新一代智能变电站技术是在传统变电站技术基础上的不断创新和变革，其不断融合先进、前瞻的新技术，运行经济环保，设备先进适用可靠，使电网运行更安全稳定。
新一代智能变电站为集自我保护、控制和管理功能于一体的高度智能体，具备智能化、协同互动、即插即用和集成化等技术特征。
新一代智能变电站建设的目标：采用先进的技术手段将站内的高压一次设备高度集成、二次设备高度集成、设备与建筑物高度集成，高度集成设备的设计、制造、调试均在工厂内一体化完成，设备技术先进可靠；新一代智能变电站功能齐全、智能化程度高、调试及维护灵活方便、运行稳定可靠；装配式建设、标准化设计、工厂化加工是新一代智能变电站设备模块化的主要体现；新一代智能变电站内部之间及其与站外的通信准确可靠，结构布局合理，尽可能地节约土地、能源、水、材料等资源，有效减少环境污染和生态破坏；新一代智能变电站具有效率最大化、维护量最小化、资源节约化、环境友好化、信息资源最优化的优势；新一代智能变电站支持与多级调控中心的信息传输。
智能变电站结构
02
CATALOGUE
一次设备与二次设备
一次设备分类与特点
变压器
将电能从高电压转换 为低电压，或从低电 压转换为高电压。
ห้องสมุดไป่ตู้
断路器
用于控制和保护电路 ，在故障时能够切断 电流。
隔离开关
用于隔离电路，保证 安全。
电流互感器
将大电流转换为小电 流，便于测量和保护 。
电压互感器
将高电压转换为低电 压，便于测量和保护 。
05
CATALOGUE
运行维护与故障处理
运行维护流程与注意事项
定期巡检
对变电站的设备、线路、仪表等进行 定期巡检，确保设备正常运行。
设备检查
对关键设备进行定期检查，包括变压 器、断路器、隔离开关等，确保设备 无异常。
维护保养
对变电站的设备进行定期维护保养， 包括清洁、润滑、紧固等，确保设备 性能良好。
06
CATALOGUE
未来发展趋势与挑战应对
技术创新方向预测
01
02
03
数字化技术
利用先进的数字化技术， 实现智能变电站的全面数 字化，提高数据传输和处 理效率。
智能化技术
引入人工智能、机器学习 等技术，提高智能变电站 的智能化水平，实现故障 预测和自适应控制。
物联网技术
借助物联网技术，实现智 能变电站与外部系统的互 联互通，提高协同处理能 力。
特点
智能变电站具有高度自动化、智能化、网络化等特点，能够实现全站信息的数字化采集、传输和处理，提高电网 运行的安全性和经济性。
发展历程与趋势
发展历程
智能变电站的发展经历了多个阶段， 从最初的数字化变电站到现在的智能 变电站，其技术不断升级和完善。
智能变电站网络架构
智能变电站网络架构智能变电站网络架构1：引言本文档旨在提供智能变电站网络架构的详细说明和指导。
智能变电站是基于物联网技术和云计算平台的电力系统新型应用模式，通过数字化、智能化的手段，实现对变电站设备及电力运行状态的监测、管理和控制。
本文档将从以下几个方面展开对智能变电站网络架构的介绍和分析。
2：网络基础设施2.1 网络拓扑结构2.2 网络传输介质2.3 网络通信协议3：智能变电站网络层次结构3.1 网络核心层3.2 网络汇聚层3.3 网络接入层4：网络安全保障4.1 网络安全需求分析4.2 网络安全防护措施4.3 网络监测与故障处理5：数据管理与应用5.1 数据采集与存储5.2 数据传输与处理5.3 数据分析与决策支持6：智能变电站网络集成6.1 网络集成需求分析6.2 系统集成架构设计6.3 系统集成与调试7：智能变电站网络维护与运维7.1 网络设备维护7.2 网络故障排除与处理7.3 网络性能监测与优化8：附件本文档涉及的附件包括：- 网络拓扑图- 网络设备清单- 数据传输协议规范9：法律名词及注释- 物联网：指由能够互联互通的智能设备通过互联网进行数据交换的网络。
- 云计算平台：一种通过互联网将计算能力、存储空间和应用程序等资源提供给用户的服务模式。
- 智能化：指通过各种传感器、控制器和算法等技术手段实现设备和系统的智能控制和管理。
10：结束语本文档详细介绍了智能变电站网络架构的各个方面，包括网络基础设施、网络层次结构、网络安全保障、数据管理与应用、网络集成、维护与运维等内容。
希望通过本文档的参考，可以为智能变电站的搭建和运维提供指导和支持。
智能变电站
智能变电站二次设备特点
变电站内常规的二次设备，如继电保护 装置、防误闭锁装置、测量控制装置、远 动装置、故障录波装置、电压无功控制、 同期操作装置以及正在发展中的在线状态 检测装置等全部基于标准化、模块化的微 处理机设计制造，设备之间的连接全部采 用高速的网络通信，二次设备不再出现常 规功能装置重复的I／O现场接口，通过网 络真正实现数据共享、资源其享，常规的 功能装置在这里变成了逻辑的功能模块。
继电保护系统调试 站控层保护信息管理系统、间隔层继电保护设 备和过程层设备构成。 调试内容：外部检查；绝缘试验和上电检查； 工程配置；通信检查；单体调试；整组调试；故 障录波功能；继电保护信息管理系统 远动通信系统调试 由站控层远动通信设备、间隔层二次设备构成 调试内容：远动遥信、遥测、遥控、遥调和主 备切换功能测试
采样值点对点、GOOSE组网
采样值点对点、GOOSE组网：大量工程应用
采样值、GOOSE分别组网
采样值、GOOSE分别组网：
采样值、GOOSE共网
采样值、GOOSE共网：桂林500kV动模
智能变电站概况
培 训 内 容
网络结构概述 智能变电站特点
二次设备 智能变电站调试
检验前的准备工作
3、现场调试大项和流程
调试导则规定： 站内网络系统调试 由交换机和各类通信介质组成 调试内容：外部检查；工程配置；通信光缆检查；通信铜 缆检查。 计算机监控系统调试 三层设备，包括测量、控制、状态检测、五防等相关功能 调试内容：设备外部检查；绝缘试验和上电检查；工程配 置；通信检查；遥信、遥测、遥控、遥调功能，同期控制， 防误闭锁，顺序控制功能，自动电压无功控制，定值管理功 能，主备切换功能
智能变电站的概述、体系结构及未来发展
智能变电站的概述、体系结构及未来发展摘要：在智能化变电站技术大范围的运用的今天，不论国家电网有限责任公司，还是南方电网有限责任公司，都对智能化变电站技术给与高度的重视。
分析梳理智能化变电站技术，将对日后智能变电站的运行、检修、维护，起到很好的技术支持作用。
本文将对智能变电站的网络结构入手，从基于通用对象的变电站事件（Generic Object Oriented Substation Event, GOOSE）网络分析，结合智能变电站的智能终端配置，讨论智能变电站的关键技术，并对未来智能变电站技术的发展进行一定的探讨。
引言低碳环保一直是电网建设的主题。
在电网建设飞速发展的今天，如何做到变电站的建设低碳环保，一直是人们追求的目标。
而智能变电站的出现，正好满足了这一目标的要求。
智能变电站不仅能保证电网系统节能环保，而且具有良好的运行稳定性。
为我国电网建设的长远可持续发展提供了一种新型的建站模式。
正因为智能变电站在电网建设中的重要地位，掌握好智能变电站的核心技术与建设模式，以及相关技术的创新，对确保智能变电站的安全可靠建设运行，有着举足轻重的作用。
1、智能变电站概述1.1智能变电站与常规变电站的定义及其联系智能变电站是指厂站的数据收集、传递、分析、通信全程智能化，其重要特点是装置智能化、数据网络化、各种建模及交互协议归一化、运维策略自动化。
如何实现呢？所以必须依靠先进的PC技术、网络技术、自控技术，运用绿色、环保的智能材料及装置，加入环保绿色的理念，以装置智能化、数据网络化、各种建模及交互协议归一化、运维策略自动化为基本要求，实现数据收集、传递、分析、通信全程智能化等重要功能，并且根据电网需要，实时智能控制、智能调整、实时策略汇总、在线交流等先进性能的变电站。
1.2传统变电站定义当前，传统变电站一般指传统非智能一二次设备的变电站。
传统变电站运用常规的PC技术、当代电子技术、网络通信技术及数字化分析技术，对整个变电站的所有设备的运行工况实行采集、测量、控制、保护、计量和监测。
智能变电站概述及通讯结构图
电气设备监测与故障诊断作业智能变电站学院：电子信息专业：电气工程及其自动化班级：13级01班姓名：苗增学号：41303040134智能化变电站建设苗增西安工程大学电气工程及其自动化系，临潼，710600摘要：智能变电站是由智能化一次设备、网络化二次设备在IEC61850通信协议基础上分层构建，能够实现智能设备间信息共享和互操作的现代化变电站。
与常规变电站相比，智能化变电站间隔层和站控层的设备及网络接口仅接口和通信模型发生了变化，但过程层却由传统的电流、电压互感器、一次设备以及一次设备与二次设备之间的电缆连接，改变为电子式互感器、智能化一次设备、合并单元、光纤连接等内容。
1.智能化变电站的体系结构与通讯网络IEC61850将智能变电站分为过程层、间隔层和站控层，各层内部及各层之间采用高速网络通信。
整个系统的通讯网络可以分为：站控层和间隔层之间的站控层通讯网、以及间隔层和过程层之间的过程层通讯网。
站控层通信全面采用IEC61850标准，监控后台、远动通信管理机和保护信息子站均可直接接入IEC61850装置。
同时提供了完备的IEC61850工程工具，用以生成符合IEC61850-6规范的SCL文件，可在不同厂家的工程工具之间进行数据信息交互。
2.间隔层通讯网采用星型网络架构，在该网络上同时实现跨间隔的横向联锁功能。
110kV及以下电压等级的变电站自动化系统可采用单以太网，110kV以上电压等级的变电站自动化系统需采用双以太网。
智能化变电站通讯结构见如下示意图：3.PRS7000变电站自动化系统3.1.技术特点采用分层分布、面向对象的设计思想;支持IEC61850标准，间隔层测控/保护装置全面通过中国电科院RTU 检测中心的一致性测试和荷兰KEMA公司IEC61850一致性测试及认证;当地监控系统适用于多操作系统(Windows/UNIX/Linux),多硬件系统(32位/64位)的混合平台;当地监控系统采用图库一体化设计，并内嵌了操作票和一体化五防等功能;采用嵌入式软/硬件设计技术，实现了变电站层通信平台的通用化和装置化，可以方便地满足不同应用场合的需要;间隔层测控/保护装置采用了网络化硬件平台，实现了硬件的标准化、模块化，方便配置和扩展。
智能变电站网络架构
智能变电站网络架构智能变电站网络架构⒈引言本文档旨在介绍智能变电站网络架构的设计和实施。
智能变电站是将传统变电站与先进的信息技术相结合，实现远程监测、控制和管理的高级电力设施。
通过合理的网络架构设计，能够实现智能变电站的稳定运行和优化管理。
⒉网络需求分析⑴网络覆盖范围明确智能变电站网络应覆盖的范围，包括变电站内部设备、变电站间互联、与传输网络的连接等。
⑵带宽需求根据智能变电站的实际运行需求，确定网络的带宽需求，包括数据传输、视频监控、远程操作等。
⑶网络安全性要求智能变电站作为关键的电力设施，网络安全是至关重要的。
确定网络安全性要求，包括访问控制、数据加密等。
⒊网络架构设计⑴核心网络设备确定核心网络设备，包括交换机、路由器、防火墙等，用于构建智能变电站的核心网络架构。
⑵网络拓扑结构根据智能变电站的实际情况，确定网络的拓扑结构，包括星型、环型、树型等，以实现数据的高效传输和管理。
⑶子网划分根据智能变电站的功能需求，将网络划分为多个子网，实现不同功能模块之间的隔离和管理。
⑷ IP地质规划根据子网划分和设备数量，进行IP地质规划，确保网络设备之间的通信和管理。
⒋网络设备选型根据网络需求和架构设计，选型合适的网络设备，包括交换机、路由器、防火墙等，保证网络的性能和可靠性。
⒌网络安全设计⑴访问控制通过访问控制技术，限制对智能变电站网络的访问权限，确保只有授权的人员能够进入网络。
⑵数据加密采用数据加密技术，保护敏感数据在传输过程中的安全性，防止被未经授权的人员窃取。
⑶安全监控配置安全监控系统，对智能变电站网络的安全状态进行实时监控，及时发现并应对安全威胁。
⒍网络管理与维护⑴远程监控与管理通过远程监控技术，实现对智能变电站网络设备的实时监控和管理，及时发现和解决网络故障。
⑵日志记录与分析配置日志记录系统，对智能变电站网络的操作日志进行记录和分析，为故障排查和安全审计提供依据。
⑶后续维护计划制定后续维护计划，包括设备维护、软件升级、安全漏洞修复等，确保智能变电站网络的持续运行和安全性。
智能变电站核心架构介绍
智能变电站核心架构介绍智能电网作为未来电网的发展方向，渗透到发电、输电、变电、配电、用电、调度、通信等各个环节。
而在上述这些环节中，智能变电站无疑是最核心的一环，可是智能变电站是怎么实现智能化的呢？智能电网是将现代信息系统融入传统能源网络构成的新电网系统，从而使电网具有更好的可控性和可观性，解决传统电力系统能源利用率低、互动性差、安全稳定分析困难等问题，从而实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。
智能变电站工作原理智能电网作为未来电网的发展方向，渗透到发电、输电、变电、配电、用电、调度、通信等各个环节。
而在上述这些环节中，智能变电站无疑是最核心的一环。
智能变电站是由智能化一次设备和网络化二次设备分层构建，是实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。
智能化一次设备主要包括智能变压器、智能高压开关设备、电子式互感器等。
例如：智能变压器与控制系统依靠通信光纤相连，可及时掌握变压器状态参数和运行数据。
在实现一次设备实现通讯的基础上，网络化二次设备分层构建还需要一个具有广泛适用性、功能强大的通讯协议，使各种设备能通过协议实现互操作，才能让变电站的智能化变为可能这个通讯协议就是IEC61850。
IEC61850标准实现了智能变电站的工程运作标准化，使得智能变电站的工程实施变得规范、统一和透明。
通过对设备的一系列规范化，使其形成一个规范的输出，实现系统的无缝连接。
各种设备之间互操作的可靠性安全和可靠永远是电网系统不可逾越的原则，而众多不同厂家的设备连接到一起，设备之间互操作的可靠性问题也是一个难关。
为了保证整个智能变电站系统的可靠性运行及响应速度，必须依靠变电站验收时各种试验及系统联调。
由于智能变电站的设备分为过程层、间隔层、站控层3层，因此智能变电站的验收应根据智能变电站的特殊性，在验收时需制定相应验收计划。
总的来说，智能变电站的验收项目主要有过程层设备验收、站控层设备验收及主要系统功能验收等项目。
智能变电站简介
O
4 IEC 61850标准
距离保护逻辑节点模板：PDIS（2/2）
数据对象名
TmDlMod
OpDlTmms
CDC类型
SPG ING
说明
动作时间延迟模式 动作时间延迟
M/O
O O
PhDlMod
PhDlTmms GndDlMod GndDlTmms X1
SPG
ING SPG ING ASG
相间故障动作延时模式
4 IEC 61850标准
MMS服务模型 定值组控制块模型 报告控制块 日志控制块模型 控制模型 文件传输模型 ……
定值的读/写/切换
保护动作信号上传当地监控
事件顺序记录的检索 分合闸控制，变压器抽头控制 录波数据文件的传输
4 IEC 61850标准
GOOSE报文的格式
参数名
DatSet AppID GoCBRef
面向变电站层的通信 MMS报文 8
7-2
面向过程层的通信 SV报文 GOOSE报文 9-1/9-2 8 6
模板
7-3 公共数据类
设备与系统的描述
4 IEC 61850标准 变电站系统与设备的描述
四个重要的描述文件 SSD：系统规格文件（一次系统接线图和相关逻辑节点） ICD：IED设备能力描述（功能，信息模型和服务模型） CID：IED实例配置文件（二次设备模型、与一次系 统的关联、通信参数） SCD：全站系统配置文件（一次系统、二次设备及其 与一次设备的关联、通信系统）是最完整的描述
4 IEC 61850标准
保护程序：刷新数据
GndPDIS1.Op.general GndPDIS1.Op.PhsA GndPDIS1.Op.PhsB GndPDIS1.Op.PhsC
智能变电站简介讲解
智能变电站基本技术原则
• 智能变电站的测量、控制、保护等装臵应满 足GB/T 14285、DL/T 769、DL/T 478、GB/T 13729的相关要求，后台监控功能应参考 DL/T 5149的相关要求 • 智能变电站的通信网络与系统应符合DL/T 860标准。应建立包含电网实时同步信息、 保护信息、设备状态、电能质量等各类数据 的标准化信息模型，满足基础数据的完整性 及一致性的要求
智能变电站简介
智能变电站
• 智能变电站（ smart substation ）：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。
4
监测功能组
监测功能组（ Monitoring Group）：实现对一 次设备的状态监测，是智能组件的组成部分。监 测功能组设一个主IED，承担全部监测结果的综 合分析，并与相关系统进行信息互动。
5
智能设备
智能设备 （intelligent equipment）： 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 信息互动化特征的高压设备，是高压设备智能化 的简称。
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智能变电站基本技术原则
• 宜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以及 和调度等其它系统进行标准化交互 • 应满足变电站集约化管理、顺序控制等要求 ，并可与相邻变电站、电源（包括可再生能 源）、用户之间的协同互动，支撑各级电网 的安全稳定经济运行
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智能变电站基本技术原则
智能变电站基础知识
智能电网的概念
以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础， 以通信信息平台为支撑，具有信息化、自动化、互动化特征，包括发 电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节，覆盖所有电压等级， 实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合的现代电网。
坚强
智能
智能电网的主要特征
流程优化 信息整合 管理规范化和精细化
❖智能电子设备 IED（intelligent electronic device）
包含一个或多个处理器，可接收来自外部源的数据，或向外部发送数据， 或进行控制的装置，例如：电子多功能仪表、数字保护、控制器等。为 具有一个或多个特定环境中特定逻辑接点行为且受制于其接口的装置。
❖智能终端 smart terminal
智能电网的结构模型
传统电网： ➢单向潮流 ➢简单交互
智能电网： ➢双向潮流 ➢分布式电源 ➢分布式储能 ➢主动交互
智能电网的结构模型
智能电网的结构模型
智能电网的构成
组成部分可分为： 智能变电站， 智能配电网， 智能城市用电网， 智能电能表， 智能家电， 智能用电楼宇， 智能交互终端， 智能调度， 智能发电系统， 新型储能系统。
智能变电站基础知识
电网运行培训部
教学目的
❖ 了解智能电网概念 ❖ 了解智能变电站的基本结构 ❖ 熟悉认识智能变电站一、二次设备 ❖ 了解智能变电站的发展方向
目录
1 智能变电站概念及结构
2 智能变电站一次设备
3 智能变电站二次设备
4 智能变电站高级应用
5 新一代智能变电站
6
回顾与总结
目录
1 智能变电站概念及结构
2、互操作性。智能变电站不同厂家 的智能装置（IED）之间具有互操作性。
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2012年继电 保护六统一
2012年12月开始建设标 准配送式智能变电站 标准化设计 工厂化加工 装配式建设 10
一
智能变电站概述
智能变电站的主要特点： 一次设备数字化：主要体现为全数字化输出的电子互感器 和智能开关； 二次设备网络化：主要体现在二次设备对上和对下联系均 通过高速网络通信； 数据平台标准化：以IEC61850标准为核心对一次、二次设 备进行建模，并做系统集成和数据交换。
二
智能变电站网络结构
站控层 站控层网 间隔层 过程层网 过程层
NS3000S智能变电站系统结构图
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13
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二
智能变电站
高级应用
智能变电站网络结构 智能变电站分为站控层、间隔层和过程层
站控层、间隔层设备构成与常规监控系统 基本一致。
1、信息模型统一。IEC61850使得各智能装置 按照统一数据模型实现设备之间的互连互通。 2、互操作性。智能变电站不同厂家的智能装 置（IED）之间具有互操作性 3、高级应用。一体化智能设备应用、在线监 测应用、二次设备的一体化应用。设备高度集成 。 过程层由电子互感器、智能终端、合并单元 等远方I/O、智能传感器和执行器等构成。采用 GOOSE网络跳合闸机制。 完成一次设备开关量、模拟量的采集以及控 制命令的执行等。
变电环节的目标：
2、枢纽及中心变电站全 面建成或改造成为智能 化变电站
1、实现全网运行数据的统 一断面采集、实时信息共 享以及电网实时控制和智 能调节，支撑各级电网的 安全稳定运行和各类高级 应用
3、设备信息和运行维 护策略与电力调度实现 全面共享互动，实现基 于状态的全寿命周期综 合优化管理
9
5
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两条主线
2009-2010年： 研究试点阶段 2011-2015年： 全面建设阶段 2016-2020年： 完善提升阶段
三个阶段
四个体系
坚强可靠 经济高效 清洁环保 透明开放 友好互动
电网基础体系 技术支撑体系 智能应用体系 标准规范体系
五个内涵
六个环节
发电 输电 变电 配电 用户 调度 8
一
智能变电站概述
一
智能变电站概述
智能变电站与常规站二次设备的差异 电缆开入GOOSE开入； 电缆开出 GOOSE开出
硬件：减少开入、 开出插件，增加 GOOSE插件。 仅保留保护检修和 远方操作硬压板； 仅保留装置故障和 运行异常硬开出
软件： GOOSE发送、接 收软压板； GOOSE接收处理 机制
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•间隔层设备一般指继电保护系统、测控装置等二次设备， 实现使用一个间隔的数据并且作用于该间隔一次设备的功能。 •站控层包括监控主机及工作站、站域控制、远动系统、对 时系统等，实现面向全站设备的监视、控制、告警及信息交 互功能，完成数据采集和监视控制(SCADA)、操作闭锁以及 同步相量采集、电能量采集、保护信息管理、顺序控制等相 关功能。站控层功能宜高度集成。
非电量 保护装置
高压侧SV网
220kV及以上站控层网络
中压侧 GOOSE网 中压侧 SV网
本体测控 装置
过程层网络 110kV过程层网络
变压器保 护 中压侧母联智能终端
中压侧智能终端
低压侧测控装置
220kV过程层网络
低压侧GOOSE网
中压侧合并单元
500kV、750kV过程层网络
中压侧测控装置 低 压 侧 分 段 智 能 终 端 低 压 侧 合 并 单 元 低 压 侧 智 能 终 端
光隔
外 部 开 入
出口 继电器
LPF
A/D
CPU
打 印串 口
QDJ +E
一
智能变电站概述
智能变电站与常规站二次设备的差异 电子式互感器采样回路
ECVT
DSP MU
CPLD
光隔
外 部 开 入
出口 继电器
CPU
打 印串 口
QDJ +E
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常规站二次设备的差异 常规互感器+合并单元(MU)采样回路
3
2
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一
智能变电站概述 常规变电站的不足
信息不标准不规范，难以充分应用 原理、算法、模型不一致导致信息输出不一致 装置信息输出不平衡 通讯规约的信息承载率低
4
一
智能变电站概述
3
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一
智能变电站概述
智能变电站的基本概念
智能变电站的定义： 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。
26
过程层
二
智能变电站网络结构
220kV及以上电压等级智能变电站网络结构逻辑图
14
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二
智能变电站网络结构
网络及网络设备
110kV站控层网络 220kV及以上站控层网络 过程层网络 110kV过程层网络 220kV过程层网络 500kV、750kV过程层网络
二
智能变电站网络结构
网络结构
一
智能变电站概述
2012年提出设计和建设 新一代智能变电站 占地少 造价省 效率高
2012年2月发布 Q/GDW 678 《智能变电站一体 化监控系统功能规范》 Q/GDW 679 《智能变电站一体 化监控系统建设技术规范》
技术导则
441规范
一体化监控 系统规范
“六统一”
新一代
标准配送式
2010年10月发布Q/GDW 441 《智 能变电站继电保护技术规范》 约束了之前工程实践中的各式各样 的系统形式结构与配置，以直采直 跳方式为统一规范
低压侧SV网
低压侧分段保护 测控装置1（2）
17
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二
智能变电站网络结构
体系架构
34
二
智能变电站网络结构
发电
输电
调度 用电
智能 电网
变电
配电
一
智能变电站概述
分三个阶段推进坚强智能电网的建设：
第三阶段 第二阶段 2011年～2015年 第一阶段 全面建设阶段，加快特高 压电网和城乡配电网建设 ，初步形成智能电网运行 控制和互动服务体系，关 键技术和装备实现重大突 破和广泛应用。
2016年～2020年
引领提升阶段，基本建 成坚强智能电网，使电 网的资源配置能力、安 全水平、运行效率，以 及电网与电源、用户之 间的互动性显著提高。
二
智能变电站网络结构
网络结构
至机构跳闸 高 压 侧 分 段 智 能 终 端 电缆 动作信号 电缆 非电量 智能终端 非电量 保护装置
网络及网络设备
110kV站控层网络 220kV及以上站控层网络 过程层网络 110kV过程层网络 220kV过程层网络
高 压 侧 合 并 单 元
高 压 侧 断 路 器 智 能 终 端
6
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一
依据标准
智能变电站概述
《智能变电站继电保护技术规范》 《智能变电站继电保护通用技术条件》 《IEC61850工程继电保护应用模型》 《继电保护信息规范》 《线路保护及辅助装置标准化设计规范》
《变压器、高压并联电抗器和母线保护及辅助装置标准化设计规范》
一
保护设备类型
智能变电站概述
一
智能变电站概述
智能变电站与常规站二次回路的差异
常规变电站： 交流回路：电缆 信号回路：电缆
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一
智能变电站概述
智能变电站与常规站二次回路的差异
数字化变电站： 交流回路：光缆（SV采样）或电 缆（常规采样） 信号回路：光缆 传输采样值的SV采取设备级点对 点通讯，一根光纤可以传输同一 个集合的多个数据； 传输信号量的GOOSE可选用设备 级点对点通讯或者组网通讯；
高压侧GOOSE网 SV网
中压侧 合并单元
变压器保护装置
中压侧 智能终端
低压侧 GOOSE网 500kV、750kV过程层网络 SV网
低压分段 保护测控装置
中压侧 GOOSE网
SV网
中压侧 分段保护测 控装置
中压侧分段 智能终端
低压侧 智能终端
低 压 侧 合 并 单 元
低压侧分段 智能终端
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一
智能变电站概述
智能变电站与常规站二次设备的差异
模拟采样数字采样
硬件： 取消交流插件； 增加SV采样插件
软件： 重采样； 数据同步； 采样数据异常处理； SV接收软压板
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一
智能变电站概述
智能变电站与常规站二次设备的差异 常规互感器采样回路
TV
AC
电缆 TA
LPF
A/D
DSP
CPLD
间隔层
站控层
站控层设备由主机、操作员工作站、远动通信 设备等组成。
间隔层
间隔层主要包括变电站的保护、测控、 计量 等二次设备。
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一
智能变电站概述
常规变电站的不足
采集资源重复、设计复杂 变电站内存在多套系统 数据采集要求不一致 大量设备都有数据采集单元 系统、设备之间互操作性差 通信规约繁杂 缺乏一致性测试、权威认证 线性点表传输割裂了数据之间的联系
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智能变电站系列讲座
智能变电站概述和网 络架构
国电南瑞科技股份有限公司
汇 报 提 纲
一、智能变电站概述 二、智能变电站网络架构 三、智能变电站关键技术 四、智能变电站发展趋势