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【摘 要】智能变电站作为未来变电站的发展方向，已经成为构建智能电网的一个不可或缺的组成部分。本文介绍了智能变电站的概念，对其技术特点，系统结构等关键内容进行了说明，并对其发展情况进行了分析展望。
【关键词】智能变电站；IEC61850；技术特征；系统结构
随着经济和社会的不断发展，电力能源的需求及新能源的发展朝着智能、环保、安全、高效的智能电网方向发展。作为建设智能电网的重要基础和支撑，智能变电站的发展已经成为业界关注的焦点，其相关的理论及技术都在快速的发展中。在现代输电网中，大部分传感器和执行机构等一次设备，以及保护、测量、控制等二次设备皆安装于变电站中。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。
一、智能变电站的定义
智能变电站是指采用先进、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。
技术上，智能变电站是由智能化一次设备（电子式互感器、智能化开关等）和网络化二次设备分层（过程层、间隔层、站控层）构建，建立在IEC61850标准和通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。在此基础上实现变电站运行操作自动化、变电站信息共享化、变电站分区统一管理、利用计算机仿真技术实现智能化电网调度和控制的基础单元。
二、智能变电站的技术特征
智能变电站是智能电网的重要组成部分，设备信息数字化、功能集成化、机构紧凑化、检修状态化是智能变电站的发展方向，运维高效化是最终目标。为了实现智能变电站的高可靠性、综合分析及自动协同控制的功能，智能变电站需要具备以下技术特征：
（一）各类数据从源头实现数字化，真正实现信息集成、网络通信、数据共享。在电流、电压的采集环节采用智能化电气测量系统，如光电/电子式互感器，实现了电气量数据采集的智能化应用，并实现了由常规变电站的装置冗余向智能化变电站的信息冗余的转变，为实现智能电网的应用提供了基础。它打破常规变电站的监视、控制、保护、故障录波、量测与计量等功能单一、相互独立的装置模式、改变了硬件重复配置、信息不共享、投资成本大的困局，实现了变电站由原来分散的二次系统装置，转变成为信息集成和功能合理优化、整合的智能化设备。
（二）系统结构更加紧凑，数字化电气量监测系统具有体积小、重量轻等特点，可以有效地集成在智能开关设备系统中，按变电站机电一体化 设计理念进行功能优化组合和设备布置。对一、二次设备进行统一建模，资源采用全局统一命名规则，变电站内及变电站与控制中心之间实现了无缝通信，从而简化系统维护、配置和工程实施。
（三）变电站设备实现广泛在线监测，使得设备状态检修更加科学可行。在智能化变电站中，可以有效地获取电网运行状态数据、各种智能电子装置IED（Intelligent ElectronicDevice）的故障和动作信息及信号回路状态。智能化变电站中将几乎不再存在未被监视的功能单元，在设备状态特征量的采集上没有盲区。设备检修策略可以从常规变电站设备的”定期检修”变成”状态检修”，这将大大提高系统的可用性。
三、智能变电站的系统结构
在变电站自动化领域中，智能化电气的发展，特别是智能开关、光电式互感器机电一体化设备的出现使变电站自动化技术进入了数字化的新阶段。智能化变电站的系统结构在物理上可分为两类，即智能化的一次设备和网络化的二次设备，在逻辑结构上可分为三个层次，根据IEC61850通信协议定义，这三个层次分别称为“过程层”、“间隔层”、“站控层”。
所谓“过程层”就是由数字化变电站技术引进的合并单元和智能终端组成。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。
间隔层设备一般指继电保护装置、系统测控装置、监测功能组主 IED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，即與各种远方输入/输出、传感器和控制器通信。
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。站控层功能宜高度集成 ，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。
四、结语
智能变电站是建设智能电网的重要基础和支撑。在设备层面，其智能化主要体现在智能一次设备以及设备状态监视等；在系统层面，其智能化主要表现为采集“全站、唯一、标准、同步”的全景信息、获得基于全景信息的优化控制结果并最终满足智能电网的运行要求。
智能变电站的智能化不仅仅体现在运行、维护环节，还体现在工程实施环节，变电站建设模式也将获得巨大改变。
目前，智能变电站的建设工作才刚刚开始，需要开展大量的研究与试点工作。完善的信息基础设施是变电站智能化的重要保障。为此，需在变电站基础信息的标准化、时间同步系统、高可用自动化网络等方面开展基础性研究工作。
参考文献：
[1]刘振亚.智能电网技术[M].北京：中国电力出版社，2010.
[2]胡学浩.智能电网-未来电网的发展态势[J].电网技术，2009，33（14）：1-5.
[3]赵虹霞，王震，巩娜.智能变电站的发展现状探讨[J].大众用电，2014，（7）：23-24.
作者简介：
沈煜强（1984.08）：男，汉族，福建诏安人，大学本科学历，诏安县供电有限公司，助理工程师，主要从事变电运维工作。
【关键词】智能变电站；IEC61850；技术特征；系统结构
随着经济和社会的不断发展，电力能源的需求及新能源的发展朝着智能、环保、安全、高效的智能电网方向发展。作为建设智能电网的重要基础和支撑，智能变电站的发展已经成为业界关注的焦点，其相关的理论及技术都在快速的发展中。在现代输电网中，大部分传感器和执行机构等一次设备，以及保护、测量、控制等二次设备皆安装于变电站中。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。
一、智能变电站的定义
智能变电站是指采用先进、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。
技术上，智能变电站是由智能化一次设备（电子式互感器、智能化开关等）和网络化二次设备分层（过程层、间隔层、站控层）构建，建立在IEC61850标准和通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。在此基础上实现变电站运行操作自动化、变电站信息共享化、变电站分区统一管理、利用计算机仿真技术实现智能化电网调度和控制的基础单元。
二、智能变电站的技术特征
智能变电站是智能电网的重要组成部分，设备信息数字化、功能集成化、机构紧凑化、检修状态化是智能变电站的发展方向，运维高效化是最终目标。为了实现智能变电站的高可靠性、综合分析及自动协同控制的功能，智能变电站需要具备以下技术特征：
（一）各类数据从源头实现数字化，真正实现信息集成、网络通信、数据共享。在电流、电压的采集环节采用智能化电气测量系统，如光电/电子式互感器，实现了电气量数据采集的智能化应用，并实现了由常规变电站的装置冗余向智能化变电站的信息冗余的转变，为实现智能电网的应用提供了基础。它打破常规变电站的监视、控制、保护、故障录波、量测与计量等功能单一、相互独立的装置模式、改变了硬件重复配置、信息不共享、投资成本大的困局，实现了变电站由原来分散的二次系统装置，转变成为信息集成和功能合理优化、整合的智能化设备。
（二）系统结构更加紧凑，数字化电气量监测系统具有体积小、重量轻等特点，可以有效地集成在智能开关设备系统中，按变电站机电一体化 设计理念进行功能优化组合和设备布置。对一、二次设备进行统一建模，资源采用全局统一命名规则，变电站内及变电站与控制中心之间实现了无缝通信，从而简化系统维护、配置和工程实施。
（三）变电站设备实现广泛在线监测，使得设备状态检修更加科学可行。在智能化变电站中，可以有效地获取电网运行状态数据、各种智能电子装置IED（Intelligent ElectronicDevice）的故障和动作信息及信号回路状态。智能化变电站中将几乎不再存在未被监视的功能单元，在设备状态特征量的采集上没有盲区。设备检修策略可以从常规变电站设备的”定期检修”变成”状态检修”，这将大大提高系统的可用性。
三、智能变电站的系统结构
在变电站自动化领域中，智能化电气的发展，特别是智能开关、光电式互感器机电一体化设备的出现使变电站自动化技术进入了数字化的新阶段。智能化变电站的系统结构在物理上可分为两类，即智能化的一次设备和网络化的二次设备，在逻辑结构上可分为三个层次，根据IEC61850通信协议定义，这三个层次分别称为“过程层”、“间隔层”、“站控层”。
所谓“过程层”就是由数字化变电站技术引进的合并单元和智能终端组成。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。
间隔层设备一般指继电保护装置、系统测控装置、监测功能组主 IED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，即與各种远方输入/输出、传感器和控制器通信。
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。站控层功能宜高度集成 ，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。
四、结语
智能变电站是建设智能电网的重要基础和支撑。在设备层面，其智能化主要体现在智能一次设备以及设备状态监视等；在系统层面，其智能化主要表现为采集“全站、唯一、标准、同步”的全景信息、获得基于全景信息的优化控制结果并最终满足智能电网的运行要求。
智能变电站的智能化不仅仅体现在运行、维护环节，还体现在工程实施环节，变电站建设模式也将获得巨大改变。
目前，智能变电站的建设工作才刚刚开始，需要开展大量的研究与试点工作。完善的信息基础设施是变电站智能化的重要保障。为此，需在变电站基础信息的标准化、时间同步系统、高可用自动化网络等方面开展基础性研究工作。
参考文献：
[1]刘振亚.智能电网技术[M].北京：中国电力出版社，2010.
[2]胡学浩.智能电网-未来电网的发展态势[J].电网技术，2009，33（14）：1-5.
[3]赵虹霞，王震，巩娜.智能变电站的发展现状探讨[J].大众用电，2014，（7）：23-24.
作者简介：
沈煜强（1984.08）：男，汉族，福建诏安人，大学本科学历，诏安县供电有限公司，助理工程师，主要从事变电运维工作。