智能变电站总体技术方案

智能变电站技术方案国网电力科学研究院目录1概述研究背景与意义按照国家电网智能化规划总报告的计划，智能变电站建设分为三个阶段。

Ø第一阶段2010年，公司经营区域110（66）千伏以上电压等级建成和在建智能变电站超过70座，占变电站总座数的0.3%。

Ø第二阶段2011-2015年，新建智能变电站超过4000座，变电容量超过14亿千伏安。

2015年，公司经营区域110（66）千伏以上电压等级智能变电站超过8500座，占变电站总座数的30%以上。

Ø第三阶段2016-2020年，新建智能变电站超过7700座，变电容量超过26亿千伏安。

2020年，公司经营区域110（66）千伏以上电压等级智能变电站超过1.4万座，占变电站总座数的45%以上。

1概述研究背景与意义Ø3个改造站，电压等级为110kV 、220 kV 、500 kV 各一座Ø4个新建站，电压等级为110kV 、220 kV 、500 kV 、750kV 各一座1 概述研究背景与意义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的变电站。

智能变电站的发展目标为：通过全网运行数据分层分级的广域实时信息统一断面采集，实现变电站智能柔性集群及自协调区域控制保护，支撑各级电网的安全稳定运行和各类高级应用；设备信息和运维策略与电力调度实现全面互动，实现基于状态监测的设备全寿命周期综合优化管理；变电站主要设备逐步实现智能化，为坚强实体电网提供坚实的设备基础；在全面实现数字化、信息化的基础上，进一步拓展变电站自动化系统的功能，逐步向智能化变电站转变。

1 概述研究背景与意义Ø一次设备状态监测与一次设备智能化：采用状态监测智能组件与传感器（外挂）与一次设备组合，实现一次设备状态监测；采用测量、控制、状态监测等智能组件与宿主设备就地化安装，实现一次设备智能化。

Ø一体化信息平台、智能高级应用功能：建立变电站全景数据统一信息平台，实现设备状态可视化、智能告警及分析决策、源端维护、顺序控制功能，也可选配故障信息综合分析决策、站域控制及与大用户等外部系统互动等功能。

Ø辅助系统智能化：实现视频监控、安防系统、环境监测系统智能化，全站电源一体化设计，并将辅助系统告警信号、量测数据通过站内智能接口机转换为标准模型数据后，接入一体化信息平台。

视频监控可与站内监控系统在设备操控、事故处理时基于GOOSE信息协同联动。

智能变电站与数字变电站1 概述数字变电站典型结构智能化改造后典型结构1 概述智能变电站与常规变电站研究背景与意义Ø一次设备状态监测与一次设备智能化：采用状态监测智能组件与传感器（外挂）与一次设备组合，实现一次设备状态监测；采用测量、控制、状态监测等智能组件与宿主设备就地化安装，实现一次设备智能化。

Ø信息建模和通讯的标准化：站控层、间隔层设备实现通信协议标准化，取消协议转换设备；间隔层设备与过程层设备采用电缆直接连接。

辅助系统相关信息可通过智能接口机按DL/T 860 标准建立相应数据模型，接入统一信息平台。

Ø一体化信息平台、智能高级应用功能：建立变电站全景数据统一信息平台，实现设备状态可视化、智能告警及分析决策、源端维护、顺序控制功能，也可选配故障信息综合分析决策、站域控制及与大用户等外部系统互动等功能。

Ø辅助系统智能化：实现视频监控、安防系统、环境监测系统智能化，全站电源一体化设计，并将辅助系统告警信号、量测数据通过站内智能接口机转换为标准模型数据后，接入一体化信息平台。

视频监控可与站内监控系统在设备操控、事故处理时基于GOOSE信息协同联动。

Ø对时系统：应具备全站统一的同步对时系统，对时系统宜支持SNTP协议，IRIG-B 码输出，可支持IEC 61588 精确网络对时协议。

1 概述常规变电站典型结构智能化改造后典型结构1 概述智能变电站改造要求研究背景与意义变电站智能化改造应遵循Q/GDW 383 ，实现全站信息数字化、通信平台网络化信息共享标准化，满足集中监控技术要求，提高变电站智能化水平。

满足继电保护点对点直采、直跳，继电保护双重化配置的两个过程层网络完全独立的原则，不允许双重化的SV、GOOSE网络通过以太网交换机进行连接。

1概述研究内容500kV 电压等级技术方案220kV 电压等级技术方案110kV 电压等级技术方案为智能变电站的新站建设及老站改造实现提供了一套总体技术方案变电站智能化改造技术方案2 智能变电站体系结构110kV智能化变电站体系架构2 智能变电站体系结构220kV智能化变电站体系架构2 智能变电站体系结构500kV智能化变电站体系架构方案个改用户相邻变电站MMS 网GOOSE 网1588对时1588对时GOOSE A(B)网SV A(B)网B 码对时B 码对时GPS 对时系统监控后台保护测控一体化装置安稳装置110kV 继保小室保护装置测控装置安稳装置500kV 继保小室故障录波器电子互感器智能终端合并单元B 码对时智能接口机电子互感器智能终端合并单元3 智能变电站产品变电环节变电环节：：站控层关键设备站控层关键设备过程层及一次设备过程层及一次设备间隔层关键设备间隔层关键设备网络通信分析系统智能接口机一体化信息平台远动终端系统调试工具智能变电站监控系统故障录波器区域稳定装置电能计量装置系统组态工具保护装置测控装置变电站设备智能化标准智能变电站综合技术标准智能变电站自动化系统标准保信子站打印机系统测试工具系统工具系统工具智能终端电子式互感器合并单元智能组件3 智能变电站产品站控层产品—监控主机兼操作员工作站监控主机兼操作员工作站具备常规的SCADA功能，主要用于变电站检修调试时的就地操作，系统具有防误闭锁逻辑判断、顺序控制、智能告警以及五防操作票管理、视频联动等功能，在不具备与调度实现智能互动的变电站，系统还可以配置有电压无功控制等应用功能。

3 智能变电站产品配置站控层产品—监控主机兼操作员工作站后台监控系统完成对变电站的实时监视和操作功能,它为操作员提供了所有功能的入口，显示各种画面、表格、告警信息和管理信息，提供遥控、遥调等操作/监护界面并进行人机交互。

负责整个系统的协调和管理，保持工程数据库的最新最完整备份，组织各种历史数据并将其保存在历史数据库服务器，并实现各种高级应用功能。

3 智能变电站产品配置站控层产品—远动通信装置实现的功能远动通信装置一方面承担常规站的远动机功能，同时在构建一体化信息平台的基础上，具有防误闭锁逻辑判断、顺序控制、智能告警、电压无功控制等功能。

远动通信装置在实现传统主站通信的同时，还可实现与调度系统的无缝对接。

即远动通信装置完成IEC61850与IEC61970模型的自动映射管理，需要时其可以集成保信子站等系统功能。

亦具备IEC61850通讯代理功能，能够直接与采用IEC61850标准规约的主站通讯。

3 智能变电站产品配置站控层产品—远动通信装置实现的功能远动通信装置作为客户端采集全站信息并加以综合、处理的同时，可以作为透明代理服务器，将变电站内的各类装置甚至虚拟装置映射为远动通信装置上的IEC61850服务器，以实现跨站或其他应用系统的互动。

远动通信装置采用双机冗余配置，由于其采用与监控后台主机系统相同的一体化信息平台软件，变电站调试时，后台调试完毕后，远动通信装置的数据库系统无需对站内装置的信息再进行对点调试。

远动通信装置的软件除基础平台软件和必须的应用软件外，可选配和扩展不同的规约和接口软件。

3 智能变电站产品配置智能高级应用Ø智能操作票：智能操作票与监控系统合二为一，统一平台。

通过图形操作、人机对话方式快速、正确、规范地生成符合电力用户现场要求的操作票，具有一体化图形、基于变电站实时信息的操作、自动(人工)预演等特点，将运行人员从繁重的手工开票工作中解脱出来，显著缩短倒闸操作所需时间，提高电网运行效率。

Ø视频互动：视频系统具备图形识别能力，能对户外开关刀闸或户内GIS开关刀闸的位置进行识别，并将识别结果送给监控一体化平台，作为设备操作的依据，同时视频系统也能接受监控系统操作对象的信号，自动对操作对象进行监视，以便实现高级顺控功能。

视频系统具备实时插件，能提供实时视频显示插件，嵌入监控系统图形界面以实时显示调整视频监控画面。

3 智能变电站产品配置智能高级应用Ø信息分层与智能告警系统：基于对全站设备对象信息建模的情况下，研究全站告警信息的分类方法，研究信号的过滤及报警显示方案，研究告警信号之间的逻辑关联，运用推理技术确定最终告警，研究基于对事故及异常处理方案的提示方法作为辅助决策，研究基于管理、检修和实时运行一体化的告警系统。

采用基于拓扑技术的推理机，完成多层次的故障推理。

尤其对于故障智能推理，由于其条件复杂，必须通过拓扑技术获得设备间的带电状态和运行方式，然后结合相关的开关状态和变位信息、保护动作信息、测量值等综合推理，满足故障条件则通知告警窗并生成故障报告供运行人员调阅。

针对变电站的主要故障类型，如线路故障、母线故障、主变故障、开关拒动等，利用网络拓扑技术，根据每种故障类型发生的关键条件，结合接线方式、运行方式、逻辑、时序等综合判断，给出故障报告，提供故障类型、相关信息、故障结论及处理方式给运行人员参考，辅助故障判断及处理。

3 智能变电站产品配置智能高级应用Ø程序化控制：统一化、标准化的建模、交互方式。

建立一个大部分厂家都可以接受的通用的程控模型，规范各厂家与调度交互的通讯过程、通讯协议以及通讯内容，使调度无差异地接收和处理程序化控制。

Ø可视化程控：程控每步执行的实际结果经过视频互动最直接的方式反馈至调度端。

如执行开关遥控后，被控开关的直接视频图像或经过图像处理后的结果送至调度端。

Ø组合程序化控制：对程序化控制执行的操作是一个复杂的执行序列。

这些执行序列可以由几个单个的程控过程组成。

程序化控制具备合并多个典型程控，一次执行多个程控的功能。

3 智能变电站产品配置智能高级应用Ø五防闭锁一体化：研究变电站自动化设备/系统的统一防误规范，开发一个与具体厂家无关的防误闭锁逻辑设置软件，能够根据一次设备自动生成闭锁规则，其生成的闭锁逻辑配置能被各层次的自动化设备所应用。

五防闭锁一体化建立了一种包括监控后台、远动所有站控层的的一体化五防。

在该模式下，监控后台、远动五防闭锁规则具有统一的数据模型、统一的闭锁规则组态、统一闭锁逻辑判断。