智能化变电站基础知识解析
智能变电站基础知识题库单选题100道及答案解析
智能变电站基础知识题库单选题100道及答案解析1. 智能变电站的核心特征是（）A. 智能化一次设备B. 网络化二次设备C. 全站信息数字化D. 以上都是答案：D解析：智能变电站的核心特征包括智能化一次设备、网络化二次设备、全站信息数字化等多个方面。
2. 智能变电站采用（）实现对一次设备的控制和监测。
A. 智能终端B. 合并单元C. 保护装置D. 测控装置答案：A解析：智能终端用于实现对一次设备的控制和监测。
3. 以下哪个不是智能变电站的通信规约（）A. IEC 61850B. IEC 60870-5-101C. MODBUSD. DNP3.0答案：C解析：MODBUS 一般不用于智能变电站。
4. 智能变电站中，（）用于实现电流、电压等模拟量的数字化。
A. 智能终端B. 合并单元C. 保护装置D. 测控装置答案：B解析：合并单元的作用是将模拟量转换为数字量。
5. 智能变电站的过程层网络通常采用（）A. 以太网B. 令牌环网C. 星型网D. 环形网答案：D解析：过程层网络多采用环形网结构，以提高可靠性。
6. 智能变电站的站控层设备不包括（）A. 监控主机B. 远动装置C. 合并单元D. 数据服务器答案：C解析：合并单元属于过程层设备。
7. 智能变电站中，（）承担继电保护功能。
A. 智能终端B. 保护装置C. 合并单元D. 测控装置答案：B解析：保护装置是实现继电保护功能的设备。
8. 智能变电站中，（）实现对一次设备的测量和控制。
A. 智能终端B. 保护装置C. 测控装置D. 合并单元答案：C解析：测控装置主要负责测量和控制一次设备。
9. IEC 61850 标准中，逻辑节点的英文缩写是（）A. LDB. LNC. DOID. SCL答案：B解析：逻辑节点的英文缩写是LN。
10. 智能变电站中，（）实现了变电站的智能化管理。
A. 自动化系统B. 智能辅助系统C. 在线监测系统D. 以上都是答案：D解析：自动化系统、智能辅助系统和在线监测系统等共同实现了变电站的智能化管理。
论智能变电站与常规变电站运行维护的区别
论智能变电站与常规变电站运行维护的区别本文主要是依据智能变电系统的内部联调工作的实例来进行描述。
实行实质性的接触式智能变电站装置，对其基本的常识知识、维护、运行进行深刻的了解，掌握智能变电站与常规变电站在运行维护方面的几点区别。
1 基本的智能变电站知识1.1 智能变电站的基本定义智能变电站最突出的功能就是利用先进的智能设备来实现变电站的数字化、网络信息化、信息资源共享标准化等功能，它可以完成对数据信息的自动采集，自动测量、自动控制、自动保护、自动计量、自动检测等功能，并且能够根据需要的要求来实现支持电网方面的实时控制、智能化的自动调节、联网的决策分析、协同交汇等一些相对高级的功能，可以实现同相邻变电站之间以及变电站电网之间的调度。
1.2 关于智能变电站的一些基本概念这里的主要概念包括7部分，分别是IEC61850、GOOSE、智能终端、合并单元、智能电子、设备全站系统配置文件、其它配置文件。
IEC61850能够有效地建立公共的信号相互之间的传播，这种传播主要依靠的是设备规范的来实现的，这样就可以形成规范的输出连接。
GOOSE主要用于对变电站自动化系统实现快速报文的需要机制。
智能终端是采用光缆进行设备一次连接，采用设备实现二次连接。
合并单元简称MU，主要用来而此转换器的电流或者电压等数据实现时间有关的组合的物理单元。
智能电子简称IED，能够接受外部数据或者向外部进行发送数据，有时也用于控制装置。
设备全站系统配置文件简称为SCD，主要的功能是确保变电站能够安全运行。
其他配置文件的功能主要是进行厂家在设备配置方面的调试。
2 智能变电站相对常规变电站具有的优点伴随着科学技术的不断进步，一些电子产品逐渐地被变电站使用，变电站的发展经历了四个阶段，分别是传统常规型、综合自动化类型、数字化快速发展和智能化变电站。
现在使用的智能化变电站就是从第三阶段的数字化变电站的原型上发展而来的，通过功能升级实现的，相对于数字化变电站来说，智能化变电站依靠自身强大的网络化信息功能，使站控层能够具有更加强大的控制功能。
智能变电站基础知识(GOOSE、SV介绍)
智能变电站与常规站的区别
智能变电站常用名词解释
与常规站区别
工作站1 GPS 工作站2 远动站
工作站1 GPS
工作站2
远动站
站控层
IEC60870 IEC61850 -5-103
MMS
RCS 保护
RCS 测控
其他 IED
间隔层
PCS 保护
PCS 测控
其他 IED
GOOSE
电缆
传统开关
CT/PT
光缆
MU 智能单元
虚端子图示
GOOSE输入虚端子
GOOSE输出虚端子
SV输入虚端子
客户端介绍
客户端
请求服务器提供服务，或接受服务 器主动传输数据的实体，如监控系统等。
客服端工具：
IED Scout : 装置模型查看工具 RCS View 等等
谢谢
过程层
ECVT
传统互感器
传统开关
电子式互感器
智能化开关
传统变电站结构图
智能变电站结构图
工作站1 GPS
工作站2
远动站
工作站1 GPS
工作站2
远动站
站控层
IEC60870 IEC61850 -5-103
MMS
RCS 保护
RCS 测控
其他 IED
间隔层
PCS 保护
PCS 测控
其他 IED
GOOSE
电缆
智能变电站网络结构
• 三层两网 • 逻辑结构与物理结构 • 站控层与过程层网络独立
工作站1 GPS 工作站2 远动站
GPS
• 信息分类： 站控层/间隔层MMS、GOOSE;过程 层SV（目前220KV及以上等级采用常 规接线模拟量电流电压）、GOOSE;
智能变电站基础知识及二次操作注意事项
MMS/GOOSE/IEEE1588 A网 MMS/GOOSE/IEEE1588 B网
GPS、北斗 时间同步
主机兼 操作员站
网络通信记 录分析系统
远动 通信装置A
远动 通信装置B
打印 服务器
站控层
电能量终端服务器
站控层网络
保护 测控
故障 录波
其他智能 设备
电能表
间隔层
采样值/GOOSE/IEEE1588网
• 过程层设备：包括变压器、断路器、隔离开关、电流/电 压互感器等一次设备及其所属的智能组件以及独立的智能 电子装置。
• 过程层功能：为间隔层设备服务功能，状态量和模拟量输 入输出功能，如数据采集（采样）、执行间隔层设备发出 控制命令。
过程层网络与站控层网络作用
• 智能变电站过程层网络相当于常规变电站的二次电缆，各 IED之间的信息通过报文交换，信息回路主要包括SV采样 （实时运行电气量采集）、GOOSE开入和开出（操作控制命 令执行）。
• 数据的共享通过网络交换完成。
智能变电站与常规变电站比较
数字化变电站
常规变电站
所有信息统一建模，共享统一的信息平台
信息难以共享
简化信息传输通道便于变电站新增功能和 扩展功能
采用光纤传输提高信号传输的可靠性
采用电子式互感器提升系统精度，不会产 生附加误差
采用光纤连接避免电缆带来的电磁兼容、 传输过电压和两点接地等问题
当于传统保护的开入开出回路（开关量）） • GOOSE传输的数据类型？
常见传输布尔量，整型，浮点型，位串
感性认识GOOSE（线路跳闸）
1 仿真故障
2 跳闸 3 新位置 4 重合 5 新位置
SV或模拟 量输入
1-智能变电站基础知识
• 通道延时需要在采样数据集中作为一路通道发送。
采样方式的优缺点
IEC 60044-8： • 优点：不依赖于外部同步时钟，谁用数据谁同步 处理，可靠性高。 • 缺点：物理接口专用接口； 数据点对点传输，接线较复杂。 IEC 61850-9-1/2： • 优点：物理接口标准以太网接口； 可以组网传输，利于数据共享； • 缺点：依赖外部时钟，时钟丢失时影响二次设备 功能。（组网） 数据点对点传输，接线较复杂（点对点）
IEC61850-9-2
• IEC61850-9-2：是国际电工委员会标准《IEC 61850-9-2： 特定通信服务映射(SCSM) 》中所定义的一种采样值传输方 式，网络数据接口 • 传输延时不确定 • 无法准确采用再采样技术 • 硬件软件比较通用，但对交换机要求极高 • 硬件和软件实现都将困难 • 不同间隔间数据到达时间不确定，不利于母差、变压器等 保护的数据处理 • 通道传送一次瞬时值
4000Hz（80点：保护、测量）或12800Hz（256点：电能 质量）。
过程层技术
智能变电站过程层设备
• 智能断路器的实现方式：
智能断路器的实现方式有两种：一种是直接将智能控制模 块内嵌在断路器中；另一种是将智能控制模块形成一个独 立装置-----智能终端，安装在传统断路器附近。 现阶段采用常规断路器+智能终端方案。
网络化 标准化
智能变电站概述
高级 应用
一次设备 智能化
传统变电站设备功能分布
交 流 输 入 组 件
转 换 组 件
保 护 逻 辑 (CPU)
开 入 开 出 组 件
人机对话模件
A/D
端子箱
传统微机保护测控
二次设备和一次设备功能重新定位。
智能变电站技术基本概念
智能变电站技术基本概念智能变电站技术基本概念1. 引言在现代社会中，电力作为一种重要的能源供应和流动方式，对于经济的发展和社会的运转起着至关重要的作用。
而变电站作为能源传输和分配的关键环节，一直以来都是电力系统中的重要组成部分。
近年来，随着科技的进步，智能变电站技术作为一种全新的变电站形态出现在人们的视野中，并逐渐受到了广泛关注。
2. 智能变电站技术的定义和基本原理智能变电站技术是指通过先进的信息通信技术、自动控制技术以及人工智能技术等手段，对传统变电站进行智能化升级改造，从而实现对电力系统的远程监控、自动化调度和智能化运维的一种新型变电站形态。
其基本原理是将变电站内部的各种设备、仪器和传感器等连接到一个集中的控制中心，通过数据传输和处理，实现对变电站运行状态的实时监测和分析，以及对电力系统进行精细化调度和管理。
3. 智能变电站技术的特点和优势智能变电站技术相比于传统变电站，具有以下几个显著的特点和优势：3.1 自动化调度：智能变电站技术能够通过集中控制中心实时监测电力系统的运行状态和负荷需求，进行精细化的调度和管理，从而提高电力系统的运行效率和稳定性。
3.2 远程操作：智能变电站技术支持远程监控和操作，可以实现对变电站设备的远程检修和维护，减少了人力资源的浪费和风险。
3.3 数据共享与互通：智能变电站技术可以将变电站内部的各种数据和信息进行共享和互通，使得电力系统的运行更加协同和高效。
3.4 智能化修复：智能变电站技术利用人工智能等技术手段，可以对电力系统进行故障的诊断和修复，并提供更加精准的处理方案，提高了故障处理的效率和准确性。
4. 智能变电站技术的应用和前景智能变电站技术在电力系统中具有广泛的应用前景。
通过智能变电站技术，电力系统运行商可以有效提高电力系统的运行效率、可靠性和安全性，减少了人为因素对电力系统运行的干扰。
智能变电站技术还可以为电力系统的可再生能源接入、电力市场的运行和能源管理等提供更加可行和可持续的解决方案。
智能变电站基础总体介绍调整
电子式互感器与常规互感器比较
共同点： 实现无畸变的准确传变一次电流及电压 电流准确度0.2S/5P20(TPY) 绝缘水平 …….
功能相同： 基本技术要求相同： 电压准确度0.2/3P 动热稳定电流
电子式互感器与常规互感器比较
添加标题
不同点：
添加标题
实现方式不同
智能终端
智能终端 发展阶段
操作箱＋CPU实现就地智能化的装置
○ 具备一定功能的智能终端
（已经广泛应用在数字化工程中）
○ 引入在线监测功能的智能操作 ○ 引入断路器智能操作
（分相控制、智能分合闸等）
○ 由真正的智能一次设备完全替代了智能终端的功 能
PSIU 600 系列智能单元型号
合并单元接口
一．合并单元输出接口标准 二．IEC60044-8传输标准：其传输接口速度为2.5Mbit/S，采用串行点对点光
纤传输。其优点是收发实时性高，传输延时固定，从而使得实现差动保护时， 各侧同步可以完全不依赖于外部同步源，缺点是光纤链路较复杂。 三．IEC61850-9-2网络传输方式：优点是数据共享方便，易于实现互操作，缺 点是网络数据流量大，且传输延时不固定，数据同步需依赖外部同步时钟源。 四．IEC61850-9-2点对点传输方式：继承了IEC60044-8标准的数据等间隔发 送和固定传输时延等优点，利于差动保护实现且不依赖于外部时钟源。
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合并单元是实现电子式互感器与二次设备接口的 关键装置
数据合并：
合并单元同时接收并处理三相电流和电压信号， 并按照IEC 60044-8或IEC 61850-9-2格式 输出
数据同步：
合并单元实现独立采样的三相电路和电压的信号 同步
智能变电站系统的基本结构
智能变电站系统的基本结构随着电力行业的不断发展，智能变电站系统已经成为电力系统中不可或缺的一部分。
智能变电站系统采用了先进的技术和先进的控制策略，能够实现对电力系统的完全自动化控制，提高了电力系统的可靠性和安全性。
本文将从智能变电站系统的基本结构入手，详细介绍智能变电站系统的组成和功能。
1. 智能变电站系统的基本结构智能变电站系统主要由以下几个部分组成：(1) 电源系统：电源系统是智能变电站的基础，负责为整个系统提供稳定的电源。
(2) 信号采集系统：信号采集系统负责采集各种信号，包括电流、电压、功率、频率等参数，以确保变电站系统的正常运行。
(3) 通信系统：通信系统是智能变电站系统的重要组成部分，负责与外部系统进行通信，包括与电力公司的通信、与监控中心的通信等。
(4) 控制系统：控制系统是智能变电站系统的核心部分，能够实现对变电站的自动控制和监测，包括对各个设备的控制和监测。
(5) 保护系统：保护系统是智能变电站系统的重要组成部分，能够对电力系统进行实时保护和监测，包括对电力设备的过载、短路和接地等异常情况进行保护。
2. 智能变电站系统的功能智能变电站系统具有以下几个主要功能：(1) 自动化控制：智能变电站系统能够实现对变电站的自动控制，包括对设备的控制和监测。
(2) 远程监测：智能变电站系统能够实现对电力系统的远程监测，包括对电压、电流、功率等参数的监测。
(3) 实时保护：智能变电站系统能够对电力系统进行实时保护，包括对电力设备的过载、短路和接地等异常情况进行保护。
(4) 数据分析：智能变电站系统能够对采集到的数据进行分析，提供给用户详细的数据报告，帮助用户进行决策。
(5) 预警功能：智能变电站系统能够通过对数据的分析，提前预警电力系统可能出现的问题，帮助用户采取相应的措施。
3. 智能变电站系统的应用智能变电站系统目前已经广泛应用于各个领域，包括电力系统、工业控制、交通运输等。
智能变电站系统能够提高电力系统的可靠性和安全性，降低了电力系统的运营成本，同时也提高了电力系统的效率和可持续性。
智能变电站的知识介绍
遥控操作 测控PCS9705
保护跳闸告 警
信号（位置、告警 等）
号 闸 信 跳 锁 闭 、 置
智能就地 PCS222
位置\保护 跳闸反校
位
保护PCS941
保护跳闸
录波器PCS997
GOOSE2 Addr:01-0C-CD-01-00-13 Vid:013 Priority:4 MinTime:10 MaxTime:2000
光纤电流传感器 一次导线 绝缘子
C相 光纤 B相 合 并 单 元 保护 测控 计量
光纤耦合器 光缆 光纤偏振器 光纤调制器
光源驱动 信号解调 A相
一次场
主控室或保护小室
有源电子式互感器
无源电子式互感器
智能化的一次设备
AIS
GIS
OCT/OVT
MU
远端模块和MU的连接
A相 相 相 相 相 1 B相 相 相 相 相 1 C相 相 相 相 相 1
IEC61850简介
间隔层装置与变电站监控系统之间交换控制数据——MMS
监控层与保护主站通信——MMS
间隔间交换快速数据——GOOSE
变电站层间交换数据——MMS
变电站与控制中心交换数据——不在标准范围，也有用户希 望采用61850
IEC61850简介
MMS实现：信号上送
遥信、开入等信号类数据 的上送功能通过BRCB（有缓冲 报告控制块）来实现，映射到 MMS的读写和报告服务。通过有 缓冲报告控制块，可以实现遥 信和开入的变化上送、周期上 送、总召、事件缓存。由于采 用了多可视的实现方案，使得 事件可以同时送到多个后台。 此外，单可视方式是可选 的。
11585（十进制） 463（十进制） 11585（十进制） - 电流测量额定值：2D41H - 电流保护额定值：01CFH - 电压额定值： 2D41H
智能变电站基础知识(GOOSE、SV介绍)
智能单元
电子式互感器 智能化开关
智能变电站结构图
工作站1 工作站2 远动站 GPS
站控层
工作站1 工作站2 远动站 GPS
RCS 保护
RCS 测控
其他 IED
IEC60870 IEC61850 -5-103
间隔层
MMS
PCS 保护
PCS 测控
其他 IED
CT/PT
传统开关
传统互感器 传统开关
传统变电站结构图
备的通信行为，使出自不同制造商的设备之 间具有互操作性（Interoperation）。
MU merging unit-合并单元
用以对来自二次转换的电流和/或电压数据进行时间 相关组合的物理单元。
电子式互感器合并单元 常规采样合并单元
智能终端 smart terminal
一种智能组建。与一次设备采用电 连接，与保护、测控等二次设备采用光纤连 接，实现对一次设备（如：断路器、刀闸、 主变压器等）的测量、控制等功能。
坚强
2、经济高效是指提高电网运
可靠
行和输送效率，降低运营成本，
促进能源资源和电力资产的高
效利用；
经济
智能电网
高效
清洁 环保
3、清洁环保是指促进可再 生能源发展与利用，降低 能源消耗和污染物排放， 提高清洁电能在终端能源
友好 消费中的比重；
4、透明开放是 指电网、电源和 用户的信息透明 共享，电网无歧 视开放；
SV或模 拟量输入
线路保护A
智能终端A
测试仪输入
GOOSE
线路保护B 智能终端B
电缆
电缆
开关
1 仿真故障 2 跳闸 3 新位置
测试仪输入
智能变电站基础知识(GOOSE、SV介绍)
友好 消费中的比重；
4、透明开放是 指电网、电源和 用户的信息透明 共享，电网无歧 视开放；
透明 开放
互动
5、友好互动是指灵活调整电 网运行方式，友好兼容各类电 源和用户接入与退出，激励电 源和用户主动参与电网调节。
精选
5
智能变电站发展
智能变电站的演变和组成
智能电网
智能一次
高级
设备
应用
精选
6
智能变电站的定义
精选
10
与常规站区别
工作站1 工作站2 远动站 GPS
站控层
工作站1 工作站2 远动站 GPS
RCS 保护
RCS 测控
其他 IED
IEC60870 IEC61850 -5-103
间隔层
MMS
PCS 保护
PCS 测控
其他 IED
CT/PT
传统开关
传统互感器 传统开关
传统变电站结构图
电缆
光缆
过程层
GOOSE
• GOOSE采用连续多次传送的方式实现可靠传输：T1=2ms T2=4ms T3=8ms T0=5s (默认值，由SCD确定)
精选
19
感性认识GOOSE（线路跳闸）
1 仿真故障
2 跳闸 3 新位置 4 重合 5 新位置
SV或模拟 量输入
测试仪输入
线路保护A 智能终端A
GOOSE
线路保护B 智能终端B
网络化 标准化
一次设备智能化及高级应用要求
精选
7
智能变电站关键点
• 智能设备：先进、可靠、集成、低碳、环保；
• 基本要求：全站信息数字化 通信平台网络化 信息共享标准化
• 基本功能：自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量 和监测；
智能变电站技术基本概念
智能变电站技术基本概念
智能变电站技术是指利用先进的信息技术和自动化控制技术，对电力变电站进行升级和改造，实现变电站的自动化、智能化和高效运行的技术体系。
它包括了以下几个基本概念：
1. 自动化：智能变电站利用自动化控制系统，实现对变电设备的自动监测、自动调节和自动控制。
通过传感器、数据采集设备和远程监控系统，可以实时获取变电设备的运行状态和参数，
从而实现自动化的运行和控制。
2. 智能化：智能变电站通过引入人工智能、大数据分析等技术，对变电设备进行故障预警和预测，提前发现变电设备的故障隐患，并采取相应的措施进行修复，提高变电设备的可靠性和可
用性。
3. 高效运行：智能变电站通过优化调度和资源管理，实现电力系统的高效运行。
通过实时数据
的采集和分析，可以准确预测电力负荷和供电需求，合理安排电力资源和供电方式，提高电力
系统的利用率和供电质量。
4. 智能维护：智能变电站利用无人机、机器人等新技术，对变电设备进行定期巡检和维护，提
高维护效率和降低维护成本。
通过无人机飞行和机器人操作，可以对高压设备进行安全检查和
故障排查，减少人员的安全风险。
5. 全面安全：智能变电站还注重对电力系统的安全保护。
通过视频监控、入侵检测等技术手段，对变电站进行实时监控和安全防护，防止潜在的安全威胁和恶意攻击。
智能变电站技术的实施，可以提高电力系统的可靠性、安全性和经济性，实现对电力供应的精
确控制和管理。
它是电力行业发展的重要方向之一，也是推动能源转型和智能电网建设的重要
手段。
智能变电站基础知识
智能变电站概述
智能电网的特征
智能变电站概述
智能电网的内涵
1、坚强可靠是指具有坚强的网架结构、强 大的电力输送能力和安全可靠的电力供应；
2、经济高效是指提高电网运行 和输送效率，降低运营成本， 促进能源资源和电力资产的高 效利用；
经济
高效
4、透明开放是指 电网、电源和用 户的信息透明共 享，电网无歧视 开放；
智能电网
传统变电 综合自动 IEC61850 数字化变
站
化变电站 变电站
电站
智能变电站
智能一次 设备
高级 应用
智能变电站概述
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
A/D
交
保开
流
护入
输 入
转
逻 辑
换
开 出
(CPU)
组组
组
件件
件
人机对话模件
传统微机保护测控
二次设备和一次设备功能重新定位。
智能变电站设备功能分布
二次设备和一次设备功能重新定位： 一次设备智能化
SMV 光纤 ECT
MU
端子箱
A/D
交
保开
流 输 入
转 换
护 逻 辑
入GOOSE 开 出
(CPU)
组组
组
件件
• UTC时间（(Universal Time Coordinated）
整个地球分为二十四时区，每个时区都有自己的本地时间。在国际无线电通信场合，为了统 一起见，使用一个统一的时间，称为通用协调时(UTC, Universal Time Coordinated)。 UTC与格林尼治平均时(GMT, Greenwich Mean Time)一样，都与英国伦敦的本地时相同。
智能变电站介绍
智能变电站介绍智能变电站介绍1.引言智能变电站是一种集信息化、自动化和智能化于一体的电力系统装置，通过自动化设备和智能算法实现对电力系统的监控、控制和优化，以提高电力系统的可靠性、安全性和经济性。
本文介绍了智能变电站的相关概念、功能和优势。
2.智能变电站的定义智能变电站是一种基于现代信息技术和通信技术的电力系统装置，通过集成电力设备、传感器、智能终端和数据通信设备，实现对电力系统的远程监控、操作和管理。
3.智能变电站的组成3.1 主设备智能变电站的主设备包括变压器、断路器、隔离开关、组合电器柜等，这些设备具有监测、控制和保护功能，并能与智能终端进行通信。
3.2 传感器和监测设备智能变电站配备各类传感器和监测设备，如电流传感器、电压传感器、温度传感器等，用于采集电力系统的运行数据。
3.3 智能终端和通信设备智能变电站的智能终端通过数据通信设备与主设备和传感器进行联系，接收采集的数据并实时传输给监控中心。
4.智能变电站的功能4.1 远程监控智能变电站可以实时监测电力系统的运行状态，包括电压、电流、温度等数据，并将其传输给监控中心，以便实时掌握变电站的运行情况。
4.2 远程操作通过智能终端和通信设备，监控中心可以远程对智能变电站的主设备进行操作，如开关控制、调节参数等。
4.3 故障诊断与维护智能变电站能够通过自身的智能算法对电力系统的故障进行预测和诊断，并提供相应的维护建议，以便及时处理故障。
4.4 数据分析与优化智能变电站可以对大量的运行数据进行分析和优化，以提高电力系统的运行效率和可靠性。
5.智能变电站的优势5.1 提高运行效率智能变电站通过自动化和智能化技术，实现对电力系统的精确监控和快速响应，提高了运行效率。
5.2 增强系统安全性智能变电站具备故障预测和故障诊断的能力，能够快速发现和处理潜在的故障，提高电力系统的安全性。
5.3 降低运营成本通过优化调度和资源管理，智能变电站能够降低电力系统的运营成本，并提高供电的可靠性和质量。
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智能变电站
设备检修 状态化
在线监测信息 平台
状态检修
数据交换 标准化
设备功能 集约化
设备接口 网络化
管理运维 互动化
统一建模 数据共享 调控一体化
一、二次融合
一体化信息 平台
功能集成整合
网络替代二次 电缆
展坚强智能电网发展规 控制和互动服务体系，关 间的互动性显著提高。
划工作，制定技术和管 键技术和装备实现重大突
理标准，开展关键技术
破和广泛应用。
研发和设备研制，开展
各环节的试点工作。
国内数字化应用情况
➢2005年起，国调中心组织多个厂家和检测单位成功进行 了6次IEC61850互操作试验。
➢华北和华东地区对数字化变电站研究和试点和推广力度比 较大。
智能化变电站概念
• 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、通讯平台网 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 监控等基本功能，并根据需 要支持电网实时自动控制、 智能调节、在线分析决策、 协调互动等高级功能的变电 站，叫做智能化变电站 （Smart substation）
流
IED
件
输转 入换
数字化保护测控
智能终端
组组 件件
保护装置的辅助插件进行了前移
二次在线监测
站控层
工作站1
工作站2
远动站
智能变电站分层结构
基于IEC61850的计算机监控系统 基于IEC61850的嵌入式公用接口装置 基于IEC61850的保护信息子站 IEC61850系统集成组态软件
间隔层 过程层
装置1
合并器单元
ECVT
电子式互感器
以太网 IEC61850-8-1
装置n
智能接口
智能一次设备
光纤以太网 GOOSE +SMV
基于站控层IEC61850协议的成套继电 保护、测控装置 基于站控层IEC61850、GOOSE、SMV网 络接口的成套继电保护、测控装置 基于全站过程层网络信息共享接口的 集中式数字化保护及故障录波装置
• 通讯协议：61850协议；
• 检修方式：在线检修
传统变电站二次设备典型布置
CT 一
次 电
CT
流 CT
一
PT
次 电
PT
压 PT
二次电流
继电保护
小 CT PT
AD 转 换
CPU
继 电 器
输
二次电压 开关量
出
输入
开入量电缆 开出量电缆
断
路
控制和信号电缆
器
开关场
操作箱
集控室
智能变电站二次设备典型布置
• 1、第一批试点工程:
• 2、从2011年开始所有新立项的110kV及以上变电站均需 按智能站设计。
智能化变电站概念解析
• 一次设备智能化 ➢ 电子式互感器 ➢ 智能终端（过渡）→智能开关 ➢ 在线监测、状态检修 • 二次设备网络化
➢ MMS、GOOSE/SMV
• 设备对象模型化
➢ 一次设备对象 ➢ 二次设备功能模块
断 路 器
操作 回路
CPU
智能终端
开关场
GOOSE
集控室
传统变电站功能分布
A/D
端子箱
交
保开
流
护入
输 入
转 换
逻 辑
开 出
(CPU)
组组
组
件件
件
人机对话模件
微机保护测控装置
智能化变电站功能分布
一次设备智能化
保
SMV 光纤
护
逻 GOOSE
辑 光纤
开
(CPU) A/D
ECT
入
开
交
MU
人机对话模件
出 组
➢纯光学互感器、采样值数据的网络共享、IEEE1588网络对 时、网络报文监视分析等前沿技术在试点变电站工程中都有 不同程度的应用。
➢国网智能化变电站建设也开始逐步开展，在试点工程中实 现了一次设备状态的在线监测和分析、机器人智能巡检、一 体化信息台等。
➢目前国内智能变电站数量？
• 智能变电站作为统一坚强智能电网的重要基础和节点支撑, 是必不可少的建设内容。
发展历程
分三个阶段推进坚强智能电网的建设：
第三阶段
第一阶段
第二阶段 2011年～2015年
2016年～2020年
引领提升阶段，基本建 成坚强智能电网，使电
全面建设阶段，加快特高 网 的资 源配置 能力 、 安
2009年～2010年 压电网和城乡配电网建设 全 水 平 、 运 行 效 率 ， 以
规划试点阶段，重点开 ，初步形成智能电网运行 及 电 网 与 电 源 、 用 户 之
一
电流 线圈
AD
CPU
LED
次 电
电流 线圈
AD
CPU
LED
流
电流 线圈
AD
CPU
LED
一
分压 器
AD
CPU
LED
次 电 压
分压 器
AD
CPU
LED
分压 器
AD
CPU
LED
至母差、测控、电能表等
...
CPU
IEC60044-8 合并器 IEC61850-9-1
IEC61850-9-2
CPU 继电保护
智能化变电站基础知识
武汉市豪迈电力自动化技ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ有限责任公司
1 智能化变电站基本概念
提
2 智能变电站主要设备
3 智能化变电站解决方案
纲
4
光纤的基础知识
5 智能站运行与维护
智能化变电站基本概念
为什么有智能化变电站的发展？ 传统变电站有哪些缺陷？
• 传统互感器绝缘、饱和、谐振问题； • 长距离电缆的问题； • 通信协议的标准问题； • 检修方面的问题；
传统站和智能站的差异
传统站
• 网络结构：分为站控层和 间隔层；
• 传输介质：电缆；
• 一次设备：传统开关和基 于电磁感应原理的CT；
• 通讯协议：网络（串口） 103协议
• 检修方式：离线检修
智能站
• 网络结构：站控层、间隔 层、过程层；
• 传输介质：光纤以及少量 电缆；
• 一次设备：智能开关和电 子式互感器；
（智能终端）来执行。 – 更多的通讯接口、更高的数据处理能力 – 保护装置 保护系统
与传统微机保护的差异
• 保护方面 – 保护功能、原理和配置基本上保持一致 – 保护配置有一定的集成倾向 – 单间隔保护有下放就地的倾向 – 由于信息的丰富，不排除衍生出新的保护原理（站域 保护、暂态保护、某些新原理） – 过程层采样同步(采样点插值同步、时标同步) – 针对性的算法优化和容错（采样值品质字、双AD、 丢帧等处理） – 原来的规程、规范继续适用，但需根据数字化变电站 做些适用性调整
罗氏线圈原理电子式互感器(ECT、EVT) 光学原理电子式互感器（OCT、OVT） 智能一次设备 合并单元 智能终端
基于IEC61850体系站控层、间隔层、过程层设备及系统
对比
与传统微机保护的差异
• 硬件方面
– 没有了AD变换，代之以高速数据接口；采集由合并单元来完成。 – 没有了开入开出；保护装置发布命令，操作由一次智能设备