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摘 要：智能电网一大基础性环节就是智能变电站，而智能变电站是以数字化变电站为基础的。本文首先介绍了智能变电站的定义及设计原则，在此基础之上较为全面的阐述了智能变电站体系结构及各层次的主要功能，并对其今后的应用进行了展望。
关键词：智能变电站 设计原则 结构体系
中图分类号：TM76；TM63 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）09（a）-0124-01
国家电网公司结合中国电网建设实际情况，于2009年5月提出了智能电网建设目标，而智能变电站是建设智能电网的一大关键性、基础性环节，深入分析和探讨智能变电站相关理论及应用具有重要的现实意义。
智能变电站不仅是智能电网的重要组成部分，同时也是实现风能、太阳能等新能源接入电网的重要支撑。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技术，智能变电站在技术和功能上能更好地满足智能电网信息化、自动化、互动化的要求。智能变电站的建成投运，可大幅提升设备智能化水平和设备运行可靠性，实现无人值班和设备操作的自动化，提高资源使用和生产管理效率，运行更加经济、节能和环保。作为“十二五”开局之年的2011，同时也是智能电网进入全面建设阶段的第一年，国家电网公司计划将2011年2925亿元的电网投资向智能建设方面倾斜，预计2011年将有约500亿元用于智能化建设，同比增长150%。其中，智能电表仍是电网智能化建设的主要投资对象。与此同时，2011年国家电网公司还将完成两批智能电网建设试点工程，加快推广智能变电站、配电自动化、等重点项目。以青岛220kV午山变电站为例，与普通变电站相比，按照设备使用寿命15年计算，可节约全寿命成本2240万元。
1 智能变电站相关理论
1.1 智能变电站的定义
对于智能电网而言，现代高压电力网是网络主题框架，中级及低级电网是重要基础，借助现代化通信技术及信息平台，确保包括发电、输电、变电、配电以及调度等环节在内的互动功能的切实实现，使电力流、商务流以及信息流等高度集成的现代化网络成为现实。智能变电站是建立在数字化变电站基础之上的，借助智能化一次及二次系统设备的网络分层实现。
1.2 智能变电站的技术基础
优越的综合分析以及自动控制能力是智能变电站智能化的关键。以智能变电站技术导则为依据，在进行设计的过程中要按照以下原则进行。
第一，以DL/T1092的相关规定为设计和施工的依据，不但要符合DL/T755关于安全性和稳定性的要求，而且还要符合GB/T14285继电器关于灵活性、可靠性、選择性以及速动性的标准；第二，严格按照DL/T860的规定设计智能变电站通信网络及系统，此外还要构建设计电网实时同步运行实时信息、保护信息、设备状态以及电能质量等数据和信息在内的模型，以确保基础性数据完整性及统一性要求；第三，以DL/T5149的规定为标准设计智能变电站后台监控功能，同时确保测量、保护及控制单元符合GB/T13729、DL/T478、DL/T769以及GB/T14285的规定；第四，要想各级电网提供大力支持，确保运行的稳定性、安全性及经济性；第五，相关功能符合集中控制及无人值守的标准，尽可能控制工作人员现场操作；第六，对性能进行全面的测量及评估；此外，还要构建站内全景数据统一化信息平台、具有接入可再生能源的能力等。
1.3 智能变电站的体系结构
当前我国的智能变电站体系结构最为常见的是三层式，分别是站控层、间隔层以及设备层。其中，站控层主要设备包括计算机、操作站、维修站、人机设备、路由器以及服务器等；主要作用在于对变电站控制进行监视，对继电器设定值的变化进行记录，此外还有自诊断、故障分析以及远程监控等功能；借助光纤局域网络，站控层和间隔层间的通信得以实现，间隔层的主要包括监控设备以及继电保护设备，主要作用是借助本间隔数据控制一次设备，操作闭锁以及继电保护。保护及测控装置借助GIS控制柜实现了一体化，利用光纤及以太网通信方式，不必再像之前那样借助许多电缆来确保一次设备和二次设备之间的通信。间隔层及设备层间的数字通信是建立在一次设备智能化基础之上的。
设备层主要包括高压设备及智能组件，采用的是模块化设计方案，其作用是变电站测量、保护、控制以及计量，智能组件又包括测量、检测、保护、控制以及计量等单元。外置智能组件主要涉及到测控装置、保护装置以及状态检测等，智能设备可以采用的方式主要有三种：独立运行的高压设备配合外置智能组件；高压设备加内嵌式智能组件加外置智能组件；高压设备配合内嵌式智能组件。
系统层是由一系列的子系统构成，主要是自动化系统、通信系统、对时系统以及站域控制系统等。系统层可以处理基本数据，变电站中与智能设备相关联的信息主要是借助智能组件取得并加以处理，以变电站以及电网运行稳定性的要求为主要依据，对各设备层进行控制，以确保应用功能的顺利实现。以变电站电压等级以及复杂系数为依据，系统层可以对运行方式进行选择，皆可以是集成运行，也可选择分布数台计算机运行。
2 智能变电站的应用展望
变电环节的智能化可以在很大程度上促进电网稳定性及可靠性的提升，同时还极大的增强了电力输送能力以及设备的健康水平，今后将智能化设备以及状态监测等先进技术适时引入到电网中，便可以保障全网设备统一收集运行数据、实时共享电网信息，并对其进行实时控制和智能化调节，为各级电网运行的稳定性、安全性以及一系列高级应用提供有力支持。
当前有关智能变电站的研究及建设尚处于起步阶段，从长远角度分析，为确保智能电网需求能够得到切实满足，接下来的工作就是要需要深入分析和研究智能变电站的传感、通信、测量以及信息技术等。通过构建以智能变电站为基础的高效、互连的发电厂、电网、负荷一体化系统，达到科学合理配置电源资源，确保工厂日益增长的负荷需求得到充分满足，以尽快实现智能电网所追求的安全可靠、清洁高效、自愈可调的建设目标。
参考文献
[1] 刘艳华，李莹琨.浅析变电所综合自动化系统的应用与实践[J].黑龙江科技信息，2011（3）.
[2] 房波.浅谈数字化变电站技术在一次安装中的应用[J].黑龙江科技信息，2010（30）.
[3] 宁左军，卫妞妞.信息技术在电力企业中的应用[J].中国西部科技，2010（16）.
[4] 李孟超，王允平，李献伟，等.智能变电站及技术特点分析[J].电力系统保护与控制，2010（18）.
关键词：智能变电站 设计原则 结构体系
中图分类号：TM76；TM63 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）09（a）-0124-01
国家电网公司结合中国电网建设实际情况，于2009年5月提出了智能电网建设目标，而智能变电站是建设智能电网的一大关键性、基础性环节，深入分析和探讨智能变电站相关理论及应用具有重要的现实意义。
智能变电站不仅是智能电网的重要组成部分，同时也是实现风能、太阳能等新能源接入电网的重要支撑。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技术，智能变电站在技术和功能上能更好地满足智能电网信息化、自动化、互动化的要求。智能变电站的建成投运，可大幅提升设备智能化水平和设备运行可靠性，实现无人值班和设备操作的自动化，提高资源使用和生产管理效率，运行更加经济、节能和环保。作为“十二五”开局之年的2011，同时也是智能电网进入全面建设阶段的第一年，国家电网公司计划将2011年2925亿元的电网投资向智能建设方面倾斜，预计2011年将有约500亿元用于智能化建设，同比增长150%。其中，智能电表仍是电网智能化建设的主要投资对象。与此同时，2011年国家电网公司还将完成两批智能电网建设试点工程，加快推广智能变电站、配电自动化、等重点项目。以青岛220kV午山变电站为例，与普通变电站相比，按照设备使用寿命15年计算，可节约全寿命成本2240万元。
1 智能变电站相关理论
1.1 智能变电站的定义
对于智能电网而言，现代高压电力网是网络主题框架，中级及低级电网是重要基础，借助现代化通信技术及信息平台，确保包括发电、输电、变电、配电以及调度等环节在内的互动功能的切实实现，使电力流、商务流以及信息流等高度集成的现代化网络成为现实。智能变电站是建立在数字化变电站基础之上的，借助智能化一次及二次系统设备的网络分层实现。
1.2 智能变电站的技术基础
优越的综合分析以及自动控制能力是智能变电站智能化的关键。以智能变电站技术导则为依据，在进行设计的过程中要按照以下原则进行。
第一，以DL/T1092的相关规定为设计和施工的依据，不但要符合DL/T755关于安全性和稳定性的要求，而且还要符合GB/T14285继电器关于灵活性、可靠性、選择性以及速动性的标准；第二，严格按照DL/T860的规定设计智能变电站通信网络及系统，此外还要构建设计电网实时同步运行实时信息、保护信息、设备状态以及电能质量等数据和信息在内的模型，以确保基础性数据完整性及统一性要求；第三，以DL/T5149的规定为标准设计智能变电站后台监控功能，同时确保测量、保护及控制单元符合GB/T13729、DL/T478、DL/T769以及GB/T14285的规定；第四，要想各级电网提供大力支持，确保运行的稳定性、安全性及经济性；第五，相关功能符合集中控制及无人值守的标准，尽可能控制工作人员现场操作；第六，对性能进行全面的测量及评估；此外，还要构建站内全景数据统一化信息平台、具有接入可再生能源的能力等。
1.3 智能变电站的体系结构
当前我国的智能变电站体系结构最为常见的是三层式，分别是站控层、间隔层以及设备层。其中，站控层主要设备包括计算机、操作站、维修站、人机设备、路由器以及服务器等；主要作用在于对变电站控制进行监视，对继电器设定值的变化进行记录，此外还有自诊断、故障分析以及远程监控等功能；借助光纤局域网络，站控层和间隔层间的通信得以实现，间隔层的主要包括监控设备以及继电保护设备，主要作用是借助本间隔数据控制一次设备，操作闭锁以及继电保护。保护及测控装置借助GIS控制柜实现了一体化，利用光纤及以太网通信方式，不必再像之前那样借助许多电缆来确保一次设备和二次设备之间的通信。间隔层及设备层间的数字通信是建立在一次设备智能化基础之上的。
设备层主要包括高压设备及智能组件，采用的是模块化设计方案，其作用是变电站测量、保护、控制以及计量，智能组件又包括测量、检测、保护、控制以及计量等单元。外置智能组件主要涉及到测控装置、保护装置以及状态检测等，智能设备可以采用的方式主要有三种：独立运行的高压设备配合外置智能组件；高压设备加内嵌式智能组件加外置智能组件；高压设备配合内嵌式智能组件。
系统层是由一系列的子系统构成，主要是自动化系统、通信系统、对时系统以及站域控制系统等。系统层可以处理基本数据，变电站中与智能设备相关联的信息主要是借助智能组件取得并加以处理，以变电站以及电网运行稳定性的要求为主要依据，对各设备层进行控制，以确保应用功能的顺利实现。以变电站电压等级以及复杂系数为依据，系统层可以对运行方式进行选择，皆可以是集成运行，也可选择分布数台计算机运行。
2 智能变电站的应用展望
变电环节的智能化可以在很大程度上促进电网稳定性及可靠性的提升，同时还极大的增强了电力输送能力以及设备的健康水平，今后将智能化设备以及状态监测等先进技术适时引入到电网中，便可以保障全网设备统一收集运行数据、实时共享电网信息，并对其进行实时控制和智能化调节，为各级电网运行的稳定性、安全性以及一系列高级应用提供有力支持。
当前有关智能变电站的研究及建设尚处于起步阶段，从长远角度分析，为确保智能电网需求能够得到切实满足，接下来的工作就是要需要深入分析和研究智能变电站的传感、通信、测量以及信息技术等。通过构建以智能变电站为基础的高效、互连的发电厂、电网、负荷一体化系统，达到科学合理配置电源资源，确保工厂日益增长的负荷需求得到充分满足，以尽快实现智能电网所追求的安全可靠、清洁高效、自愈可调的建设目标。
参考文献
[1] 刘艳华，李莹琨.浅析变电所综合自动化系统的应用与实践[J].黑龙江科技信息，2011（3）.
[2] 房波.浅谈数字化变电站技术在一次安装中的应用[J].黑龙江科技信息，2010（30）.
[3] 宁左军，卫妞妞.信息技术在电力企业中的应用[J].中国西部科技，2010（16）.
[4] 李孟超，王允平，李献伟，等.智能变电站及技术特点分析[J].电力系统保护与控制，2010（18）.