智能变电站测控装置文献综述

文献综述

智能变电站测控装置研究

摘要：智能变电站是坚强智能电网的重要基础和支撑,是电网运行数据的采集源头和命令执行单元,与其他环节联系紧密,是统一坚强智

能电网安全、优质、经济运行的重要保障,也是实现智能电网自动化特征的主要体现。智能化变电站是以IEC61850的数字化变电站为基础和前提的,是数字化变电站的发展和升级。数字化变电站基本上所有的自动化功能和技术特征智能化变电站都具备，智能变电站是是

从传统变电站到数字化变电站发展的必然结果。建立智能电网是一

项巨大的历史性工程,而智能变电站是智能电网的核心内容之一。测控装置是间隔层中的最基本同时也是最重要的装置，它提供了具有

智能集成一体化功能的面向工业测控系统的应用开发平台。测控装

置作为智能变电站运行数据信息采集和执行设备操作控制的主要设备，是实现系统安全稳定运行的重要基础。

第1章研究背景

1.1 智能变电站

智能变电站是采用先进、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，实现与相邻变电站、电网调度等互动的变电站[1]。与常规变电站相比,智能变电站具有节能、环保、结构紧凑、提高自动化水平、消除大量安全隐患等优点,其实现了一二次设备的智能化,运行管理的自动化,更深层次体现出坚强智能电网的信息化、自动化和互动化的技术特点[2-5]。

传统的电网主要注重的是信息化传输，数字化变电站或数字电网注重的是实现信息的网络交互，而升级后的智能电网则更加注重信息的互换互用以及功能的智能化应用。确切地说，智能化电网是在网络信息交互共享的基础上实现信息互用，这需要建立电力企业的大信息平台,并在此基础上逐步实现智能电网所要求的诸多强大功能。随着信息技术、微电子技术、网络通信技术的发展，智能化自动装置在电网控制邻域得到广泛的应用，我国的变电站自动化系统也经历了飞速发展[6]。智能变电站是由数字化变电站发展演变而来。智能变电站的研究与建设离不开数字化变电站在技术和实际运行积累的长期经验。国内的一些电力企业和科研院所在国家电网公司的组织下，开展了数字化电网的框架性研究，同时各个电压等级的数字化变电站试点也在不同层次上进行。随着多个不同电压等级的数字变电站的陆续投入运行，为变电站的全数字化建设取得了宝贵的经验,这对我国智能变电站的建设有非常重要的意义。

1.2 ＩＥＣ６１８５０标准

IEC61850标准是由国际电工委员会(International Electro technical Commission)第57技术委员会于2004年颁布的、应用于

变电站通信网络和系统的国际标准。作为基于网络通讯平台的变电站唯一的国际标准，IEC61850标准吸收了IEC60870系列标准和UCA的经验，同时吸收了很多先进的技术，对保护和控制等自动化产品和变电站自动化系统（SAS）的设计产生深刻的影响。它将不仅应用在变电站内，而且将运用于变电站与调度中心之间以及各级调度中心之间。国内外各大电力公司、研究机构都在积极调整产品研发方向，力图和新的国际标准接轨，以适应未来的发展方向。

变电站通信体系IEC61850将变电站通信体系分为3层:变电站层、间隔层、过程层。测控装置是间隔层的重要装置。

智能变电站中的测控装置，是实现测量和控制功能的前端二次设备，能够实现对站内设备的遥控以及对各个间隔遥测、遥信量的采集

[7]，为运行人员提供最原始的信息，是变电站实现综合自动化的基础

[8]，也是实现系统安全稳定运行的重要基础。对测控装置进行研究具有非常重要的意义，对于智能变电站的研究以及推广能够发挥积极的作用。

第2章智能变电站测控装置

2.1测控装置介绍

测控装置是变电站自动化系统间隔层的核心设备，主要完成变电站一次系统电压、电流、功率、频率等各种电气参数测量（遥测），一（二）次设备状态信号采集（遥信）。接受调度主站或变电站监控系统操作员工作站下发的对开关、刀闸、变电站分接头等设备的控制命

令（遥控、遥调），并通过联闭锁等逻辑控制手段保障操作控制的安全性。同时还要完成数据处理分析，生成事件顺序记录等功能。测控装置在变电站二次系统中的位置如图2-1所示，左图为传统变电站，右图为智能（数字化）变电站。

过程层

间隔层

站控层

传统变电站智能（数字化）变电站GPS

工作站1工作站2远动站

GPS

工作站1工作站2远动站

图2-1 测控装置在变电站自动化系统中的位置

2.２测控装置功能实现方式

变电站测控功能的实现方式经历了集中式和单元式两个阶段[2]。1980年代及以前，变电站的远动功能主要依靠集中式RTU装置实现，通过变送器及一些数字接口电路对变电站二次系统的一些测量和信号进行采集，对采集量进行集中处理。RTU装置按照功能分为遥信单元、遥测单元、遥控单元、遥调单元等。此类系统称为集中RTU模式，RTU模式二次系统接线复杂，不利于维护和扩展。

1990年代初期，随着嵌入式处理器及网络通信技术的发展，集中式RTU向单元式测控装置转变，测控功能按一次设备对象单独形成装

置，完成一个设备间隔内的测量与控制功能。这种面向对象、分层分布的系统模式大幅度地减少了二次连接电缆，减少了电磁干扰对传送信息的影响，具有更高的可靠性，并且易于使用、方便管理及维护，目前被大量应用。

2.３测控装置类型及功能

目前，变电站的测控装置均采用按一次设备间隔配置的方式。根据监测对象的不同，测控装置主要分为线路或断路器测控、母线测控、主变测控、公用测控等类型不同类型测控装置功能配置见表2.1。

表2.1 测控装置功能分配

2.４测控装置相关文献

在文献[9]中，作者指出了智能变电站一些关键技术研究方向，其中之一就是数字化测控技术，提出了在数字化变电站平台上，研究设备数字化测控技术。

文献[10]中指出测控装置在变电站综合自动化系统中肩负着测量与控制的任务，它的功能的实现对变电站有着重要的意义。作者结合