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
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。

1.
、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。

1.
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。

1.
、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：
[1]智能变电站关键技术及其构成分析[J].万学飞.中国新技术新产品.2016（02）.
[2]刘振亚.智能电网技术[M].北京：中国电力出版社，2010.
[3]高翔.数字化变电站的主要特征和关键技术[J].电网技术，2009.
[4]新一代智能变电站整体设计方案[J].宋璇坤，李敬如，肖智宏，林弘宇，李震宇，邹国辉，黄宝莹，李勇.电力建设.2012（11）.。