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【摘 要】智能变电站是坚强智能电网建设的基本前提和关键所在。本文阐述了智能变电站的概念、关键技术和系统构成，并介绍了在一体化信息平台下的智能变电站的各种应用技术。
【关键词】智能变电站；技术 ；系统构成；一体化信息平台
1.智能变电站概述
1.1智能变电站的概念
智能变电站是数字化变电站的升级和发展，在数字化变电站的基础上，结合智能电网的需求，对变电站自动化技术进行充实以实现变电站智能化功能。智能变电站采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台化网络化、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。作为衔接智能电网发电、输电、变电、配电、用电和调度六大环节的关键，智能化变电站是智能电网中变换电压、接受和分配电能、控制电力流向和调整电压的重要电力设施，是智能电网“电力流、信息流、业务流”三流汇集的焦点，对建设坚强智能电网具有极为重要的作用。
1.2智能变电站的关键技术
（1）集成通信技术。高速、全面集成的双向通信技术使得电网成为了一个实时交互的开放的动态结构，这种结构能适应智能电网所要求的信息的及时采集和交互通信能力。
（2）传感和测量技术。通过这种技术能有效的评估设备的健康状况，并能有效的支撑智能电网的继电保护功能。
（3）高级电力设施。高级的电力设施能实现更高的电力输送容量，增强实时的系统诊断能力。
（4）高级控制技术。通过各种高级应用，有利于快速及时的诊断和响应，有利于电网系统的可靠运行，有利于监视关键设备提高运行效率。
（5）智能决策支持技术。面对海量的电网设备信息，通过先进的可视化技术和决策支持技术，可以增强各级运行人员的决策能力。
1.3智能变电站的系统构成
智能变电站系统分为3层，分别为过程层、间隔层和站控层。
（1）过程层。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，主要有电子互感器、智能单元（用于开关和变压器智能化）。
（2）间隔层。一般指断电保护装置、系统测控装置、监测功能组等二次设备，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，即与各种远方输入/输出、传感器和控制器通信，主要有保护装置、测控装置、安全稳定装置、故障录波、备用电源自投等自动装置。
（3）站控层。站控层包括自动化站级监视控制系统、站域控制、通信系统、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、保护信息管理等相关功能。站控层功能易高度集成，可在一台计算机或嵌入式装置实现，也可分布在多台计算机或嵌入式装置中，主要有监控系统（含监控、一体化五防、VQC）、保护及故障信息子站、远动通信服务器等。
2.智能变电站一体化信息平台
一体化信息平台是智能变电站在数字变电站技术基础上创新应用的新技术，是智能变电站的一个典型特征。一体化信息平台的目标是实现全站信息的有效融合，避免同一数据的重复采集，建立站内稳态、暂态、动态和状态信息全景数据的统一建模、统一接入、统一存储、统一处理、统一展示，建立变电站统一数据平台，供系统各高级应用子系统进行统一、标准化、规范化的数据存取访问及向调度系统进行上送。
2.1一体化信息平台对数据的要求
智能变电站一体化信息平台对数据的要求是数据的字化和标准化。
2.1.1数据的数字化
变电站数据的数字化是标准化的前提。在智能变电站的数据采集环节，我们是依靠智能终端和合并单元，实现变电站数据的就地数字化，经光纤传输至测控装置，在这个过程中由于光纤具有优越的电磁兼容性，可从数据的源头上保证数据的精确。在智能变电站的数据处理环节，数字化的数据更便于数字信号处理技术处理加工。
2.1.2数据的标准化
智能变电站内需要各种不同厂家、不同类型的测控装置集中应用，若在设备设计和生产时没有考虑统一数据建模以及接口的标准化，则在变电站内的各种测控装置只能采取不同的信息格式和通信规约，通过规约转换装置传输，这种传输的方式既不可靠又不安全，还容易引起各个测控装置与规约转换器之间通信故障，故各个系统所采集的数据只能满足本系统的功能需求，而不能在全站范围内被统一使用，这实际上正是目前变电站实现智能化必须面对的一个重要问题。
变电站内数据的标准化指站内数据的传输过程中所采用的通讯协议与通信接口标准化，同时变电站内的各种数字化采集信息具有统一的存储格式。变电站内采集的数据在数字化的基础上进一步标准化，实现了变电站内各种数据在智能变电站内各个系统节点间的无缝传输和开放式共享，能被不同的系统使用而无需通过协议转换器这类装置，为真正意义上实现数据的全站共享打下了坚实的基础。
2.2一体化信息平台的架构
智能变电站一体化信息平台主要由各个智能终端、测控装置、同步时钟源、一体化信息主机以及站内交换机等部分组成。
2.2.1智能终端与测控装置
智能终端与测控装置是变电站一体化信息平台的基础设备，智能终端主要由同步采样回路、模拟数字转换、处理器和以太网接口等组成。数据的同步采样回路接受同步时钟源提供的时钟信号，控制数据的现场采样。处理器对采样来的数据进行标准化处理，并按标准化的要求为数据信号附加上时标，然后通过以太网结构把按统一标准封装好的报文经以太网口上传至一体化信息主机。
智能终端及测控装置实现数据格式标准化，保证了数据的开放、共享。通过智能终端和测控装置输出的报文信号都带有统一时标，这使得变电站内的各种无序数据出现了时间上的关联。在实时数据分析和出现故障时的波形分析中，可根据时间精确的对数据进行详细分析，反映变电站的各种设备在这一时刻的精确状态。 2.2.2一体化信息主机
智能变电站内的一体化信息主机主要实现对变电站内各种设备采集来的数据进行统一化管理。一体化信息主机主要功能是接受、存储来自智能终端和测控装置的原始数据并对这些标准化后的数据进行规范化管理和分类，数据能方便的被变电站内的各个高级系统所调用。站内一体化信息主机还要实现对全站数据的一个热备份，当主数据库的数据出现丢失和损坏时，一体化信息主机能够将备份的数据及时调出供变电站各个系统使用。
2.2.3同步时钟源
时钟同步在变电站的运行操作、状态监测、故障录波及分析都具有十分重要的意义。变电站的运行状态是一个动态的时刻变化状态，描述变电站状态变化的数据量又是极其巨大。变电站内有一个基准时间对于变电站的运行可见是十分重要的，特别是在变电站发生事故时，对于分析变电站内事故的发生和过程具有显著的意义。
变电站内部各种设备对于时钟的精度要求是不一样的，智能终端合并单元一体化装置对时钟的要求一般是μs级别，而故障录波装置、保护测控装置等对时钟的精度要求一般在ms级。变电设备的状态监测、计量系统等则要求时钟精确度精度在s级。在现有的技术条件下，我们的变电站内设备的运算能力普遍能达到变电站内设备的最高对时精度要求，同时也能保证在对时过程中，对时所占用的资源是可以忽略不计的。故统一的以最高精度要求为智能变电站一体化信息平台时钟源的要求。
3.结语
智能变电站系统使变电站自动化得到进一步提高，测控保护屏和控制电缆得到大幅减少，安装周期缩短，运行维护工作量减少，可靠性大大提高；因此智能变电站是变电站自动化技术的发展方向和必然趋势，是实现电网运行节能减排要求的前提。智能变电站的建设站在可持续发展的高度从生产上、发展的迫切需要，考虑技术上、管理上的现实可能，积极探索，稳妥推进。
参考文献：
[1]朱大新.数字化变电站综合自动化系统的发展[J].电工技术杂志，2001（4）.
[2]朱涛.智能电网及其关键技术探讨.云南电力技术.2009（4）.18-19.
[3]高翔.数字化变电站应用技术[M].北京：中国电力出版社.2008.
[4]王明俊.智能电网热点问题探讨[J].电网技术，2009，33.
【关键词】智能变电站；技术 ；系统构成；一体化信息平台
1.智能变电站概述
1.1智能变电站的概念
智能变电站是数字化变电站的升级和发展，在数字化变电站的基础上，结合智能电网的需求，对变电站自动化技术进行充实以实现变电站智能化功能。智能变电站采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台化网络化、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。作为衔接智能电网发电、输电、变电、配电、用电和调度六大环节的关键，智能化变电站是智能电网中变换电压、接受和分配电能、控制电力流向和调整电压的重要电力设施，是智能电网“电力流、信息流、业务流”三流汇集的焦点，对建设坚强智能电网具有极为重要的作用。
1.2智能变电站的关键技术
（1）集成通信技术。高速、全面集成的双向通信技术使得电网成为了一个实时交互的开放的动态结构，这种结构能适应智能电网所要求的信息的及时采集和交互通信能力。
（2）传感和测量技术。通过这种技术能有效的评估设备的健康状况，并能有效的支撑智能电网的继电保护功能。
（3）高级电力设施。高级的电力设施能实现更高的电力输送容量，增强实时的系统诊断能力。
（4）高级控制技术。通过各种高级应用，有利于快速及时的诊断和响应，有利于电网系统的可靠运行，有利于监视关键设备提高运行效率。
（5）智能决策支持技术。面对海量的电网设备信息，通过先进的可视化技术和决策支持技术，可以增强各级运行人员的决策能力。
1.3智能变电站的系统构成
智能变电站系统分为3层，分别为过程层、间隔层和站控层。
（1）过程层。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，主要有电子互感器、智能单元（用于开关和变压器智能化）。
（2）间隔层。一般指断电保护装置、系统测控装置、监测功能组等二次设备，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，即与各种远方输入/输出、传感器和控制器通信，主要有保护装置、测控装置、安全稳定装置、故障录波、备用电源自投等自动装置。
（3）站控层。站控层包括自动化站级监视控制系统、站域控制、通信系统、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、保护信息管理等相关功能。站控层功能易高度集成，可在一台计算机或嵌入式装置实现，也可分布在多台计算机或嵌入式装置中，主要有监控系统（含监控、一体化五防、VQC）、保护及故障信息子站、远动通信服务器等。
2.智能变电站一体化信息平台
一体化信息平台是智能变电站在数字变电站技术基础上创新应用的新技术，是智能变电站的一个典型特征。一体化信息平台的目标是实现全站信息的有效融合，避免同一数据的重复采集，建立站内稳态、暂态、动态和状态信息全景数据的统一建模、统一接入、统一存储、统一处理、统一展示，建立变电站统一数据平台，供系统各高级应用子系统进行统一、标准化、规范化的数据存取访问及向调度系统进行上送。
2.1一体化信息平台对数据的要求
智能变电站一体化信息平台对数据的要求是数据的字化和标准化。
2.1.1数据的数字化
变电站数据的数字化是标准化的前提。在智能变电站的数据采集环节，我们是依靠智能终端和合并单元，实现变电站数据的就地数字化，经光纤传输至测控装置，在这个过程中由于光纤具有优越的电磁兼容性，可从数据的源头上保证数据的精确。在智能变电站的数据处理环节，数字化的数据更便于数字信号处理技术处理加工。
2.1.2数据的标准化
智能变电站内需要各种不同厂家、不同类型的测控装置集中应用，若在设备设计和生产时没有考虑统一数据建模以及接口的标准化，则在变电站内的各种测控装置只能采取不同的信息格式和通信规约，通过规约转换装置传输，这种传输的方式既不可靠又不安全，还容易引起各个测控装置与规约转换器之间通信故障，故各个系统所采集的数据只能满足本系统的功能需求，而不能在全站范围内被统一使用，这实际上正是目前变电站实现智能化必须面对的一个重要问题。
变电站内数据的标准化指站内数据的传输过程中所采用的通讯协议与通信接口标准化，同时变电站内的各种数字化采集信息具有统一的存储格式。变电站内采集的数据在数字化的基础上进一步标准化，实现了变电站内各种数据在智能变电站内各个系统节点间的无缝传输和开放式共享，能被不同的系统使用而无需通过协议转换器这类装置，为真正意义上实现数据的全站共享打下了坚实的基础。
2.2一体化信息平台的架构
智能变电站一体化信息平台主要由各个智能终端、测控装置、同步时钟源、一体化信息主机以及站内交换机等部分组成。
2.2.1智能终端与测控装置
智能终端与测控装置是变电站一体化信息平台的基础设备，智能终端主要由同步采样回路、模拟数字转换、处理器和以太网接口等组成。数据的同步采样回路接受同步时钟源提供的时钟信号，控制数据的现场采样。处理器对采样来的数据进行标准化处理，并按标准化的要求为数据信号附加上时标，然后通过以太网结构把按统一标准封装好的报文经以太网口上传至一体化信息主机。
智能终端及测控装置实现数据格式标准化，保证了数据的开放、共享。通过智能终端和测控装置输出的报文信号都带有统一时标，这使得变电站内的各种无序数据出现了时间上的关联。在实时数据分析和出现故障时的波形分析中，可根据时间精确的对数据进行详细分析，反映变电站的各种设备在这一时刻的精确状态。 2.2.2一体化信息主机
智能变电站内的一体化信息主机主要实现对变电站内各种设备采集来的数据进行统一化管理。一体化信息主机主要功能是接受、存储来自智能终端和测控装置的原始数据并对这些标准化后的数据进行规范化管理和分类，数据能方便的被变电站内的各个高级系统所调用。站内一体化信息主机还要实现对全站数据的一个热备份，当主数据库的数据出现丢失和损坏时，一体化信息主机能够将备份的数据及时调出供变电站各个系统使用。
2.2.3同步时钟源
时钟同步在变电站的运行操作、状态监测、故障录波及分析都具有十分重要的意义。变电站的运行状态是一个动态的时刻变化状态，描述变电站状态变化的数据量又是极其巨大。变电站内有一个基准时间对于变电站的运行可见是十分重要的，特别是在变电站发生事故时，对于分析变电站内事故的发生和过程具有显著的意义。
变电站内部各种设备对于时钟的精度要求是不一样的，智能终端合并单元一体化装置对时钟的要求一般是μs级别，而故障录波装置、保护测控装置等对时钟的精度要求一般在ms级。变电设备的状态监测、计量系统等则要求时钟精确度精度在s级。在现有的技术条件下，我们的变电站内设备的运算能力普遍能达到变电站内设备的最高对时精度要求，同时也能保证在对时过程中，对时所占用的资源是可以忽略不计的。故统一的以最高精度要求为智能变电站一体化信息平台时钟源的要求。
3.结语
智能变电站系统使变电站自动化得到进一步提高，测控保护屏和控制电缆得到大幅减少，安装周期缩短，运行维护工作量减少，可靠性大大提高；因此智能变电站是变电站自动化技术的发展方向和必然趋势，是实现电网运行节能减排要求的前提。智能变电站的建设站在可持续发展的高度从生产上、发展的迫切需要，考虑技术上、管理上的现实可能，积极探索，稳妥推进。
参考文献：
[1]朱大新.数字化变电站综合自动化系统的发展[J].电工技术杂志，2001（4）.
[2]朱涛.智能电网及其关键技术探讨.云南电力技术.2009（4）.18-19.
[3]高翔.数字化变电站应用技术[M].北京：中国电力出版社.2008.
[4]王明俊.智能电网热点问题探讨[J].电网技术，2009，33.