智能變電站的概念

采用先進(jìn)、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動(dòng)完成信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化等基本要求，支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、智能調(diào)整、在線分析決策、功能變電站。

--摘自電網(wǎng)公司《智能變電站技術(shù)指南》

智能變電站常用術(shù)語(yǔ)

合并單元MU（mergingunit）

與時(shí)間相關(guān)的二次轉(zhuǎn)換器的電流與/或電壓數(shù)據(jù)相結(jié)合的物理單元。合并單元可以是變壓器的組成部分或分離單元。

智能電子設(shè)備IED（intelligentelectronicdevice）

包含一個(gè)或多個(gè)處理器，可以從外部源接收數(shù)據(jù)，或?qū)?shù)據(jù)發(fā)送到外部，或控制裝置。

智能終端（smartterminal）

智能組件。采用電纜連接一次設(shè)備、光纖連接保護(hù)、測(cè)控等二次設(shè)備，實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備（如斷路器、刀閘、主變壓器等）的測(cè)控功能。

IEC61850與通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)61850

IEC61850是適應(yīng)分層的新一代變電站網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)IED和變電站自動(dòng)化系統(tǒng)

GOOSE(通用對(duì)象變電站事件)服務(wù)

面向一般對(duì)象的變電站事件（GeneralObjectOrientedSubstationEvent）。它是一種通信服務(wù)機(jī)制，用于一次設(shè)備控制和二次設(shè)備之間的鎖定和聯(lián)動(dòng)。它是狀態(tài)量、跳閘命令和間隔鏈信息的標(biāo)準(zhǔn)。

MMS(制造報(bào)文規(guī)范)服務(wù)

MMS規(guī)范具有工業(yè)通信能力的智能傳感器和智能電子設(shè)備（IED），智能控制設(shè)備的通信行為使不同廠家的設(shè)備相互操作（Interoperation）。

SV服務(wù)(采樣服務(wù))

變壓器將電流和電壓采樣值傳輸?shù)胶喜卧?。保護(hù)裝置通過(guò)直接采集、測(cè)控裝置、故障記錄波、網(wǎng)絡(luò)消息分析儀等從合并單元獲得采樣值SV從合并單位獲取采樣值。

變電站的發(fā)展歷程

常規(guī)變電站

[網(wǎng)絡(luò)]

監(jiān)控系統(tǒng)由站控層和間隔層兩層網(wǎng)絡(luò)組成。變電站未統(tǒng)一建模，采用多種規(guī)定進(jìn)行監(jiān)控和保護(hù)，PMU等待多個(gè)網(wǎng)絡(luò)。

[設(shè)備]

變壓器，一次性設(shè)備，通過(guò)傳統(tǒng)的電纜硬接線控制方式，實(shí)現(xiàn)與隔斷設(shè)備變壓器的信息交換、模擬量、開(kāi)關(guān)量。

[站控層]

站控層設(shè)備由計(jì)算機(jī)、操作員工作站、遠(yuǎn)程通信接口等組成。

[間隔層]

間隔層主要包括變電站保護(hù)、測(cè)量、測(cè)量等二次設(shè)備。

智能變電站的概念和結(jié)構(gòu)

自動(dòng)化系統(tǒng)為站控層、間隔層、工藝層三層結(jié)構(gòu)。

站控層、間隔層

站控層、間隔層設(shè)備的組成與常規(guī)監(jiān)控系統(tǒng)基本一致。

從外延到現(xiàn)有的非IEC61850技術(shù)變電站差別不大，均采用以太網(wǎng)，可實(shí)現(xiàn)“四遙”功能。但從內(nèi)涵上看，差異很大，主要體現(xiàn)在：

1.統(tǒng)一信息模型：IEC根據(jù)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型，61850使各智能裝置實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的互連。

2.互操作性:智能變電站不同廠家的智能設(shè)備（IED）具有互操作性。

過(guò)程層(設(shè)備層)

常規(guī)變電站沒(méi)有過(guò)程

電子互感器、智能單元、合并單元等距離I/O，它由智能傳感器和執(zhí)行器組成。GOOSE網(wǎng)絡(luò)跳閘機(jī)制。

完成主設(shè)備開(kāi)關(guān)量、模擬量采集、控制命令執(zhí)行等。

新設(shè)備主要包括：電子互感器、合并單元、智能終端、交換機(jī)等。

智能變電站的技術(shù)特點(diǎn)

智能變電站一次設(shè)備

變壓器

變壓器是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)交流電能轉(zhuǎn)換的主要設(shè)備?？蓪?shí)現(xiàn)不同電壓等級(jí)的電能轉(zhuǎn)換，促進(jìn)電力系統(tǒng)連接，優(yōu)化電能傳輸。

斷路器

斷路器概念：連接電力系統(tǒng)各設(shè)備的重要設(shè)備。

斷路器特點(diǎn)：配備完善的滅弧裝置，具有斷開(kāi)電力系統(tǒng)的負(fù)載電流和故障電流能力。

斷路器功能：系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，根據(jù)需要改變電力系統(tǒng)的連接關(guān)系，調(diào)整趨勢(shì)；斷開(kāi)故障電流，切斷故障設(shè)備與系統(tǒng)之間的電氣連接。

隔離開(kāi)關(guān)

隔離開(kāi)關(guān)概念：改變電力系統(tǒng)各設(shè)備連接方式（運(yùn)行方式）的主要設(shè)備。

隔離開(kāi)關(guān)特點(diǎn)：無(wú)滅弧裝置、無(wú)大負(fù)荷電流和斷電系統(tǒng)故障電流；斷路器斷開(kāi)電路后，在等電位和設(shè)備空載下運(yùn)行。

隔離開(kāi)關(guān)功能：系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，根據(jù)需要改變電力系統(tǒng)的運(yùn)行模式，斷開(kāi)維護(hù)設(shè)備與系統(tǒng)的電氣連接，形成明顯的斷點(diǎn)，隔離維護(hù)設(shè)備。

接地開(kāi)關(guān)

無(wú)功補(bǔ)償裝置

互感器

氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備

氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備（GasInsulatedmetal-enclosedSwitchgear，簡(jiǎn)稱(chēng)GIS）斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)、母線、變壓器、避雷器、套管、電纜終端、油氣套管等主要部件組合關(guān)閉，并充滿(mǎn)一定壓力SF氣體作為絕緣介質(zhì)和滅弧介質(zhì)。

GIS設(shè)備優(yōu)點(diǎn)：

結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小，節(jié)約占地。

模塊化設(shè)計(jì)，運(yùn)輸方式靈活，現(xiàn)場(chǎng)安裝，調(diào)試周期短。

內(nèi)部部件設(shè)備在高壓下密封SF氣體中，不受外界環(huán)境影響，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，維護(hù)工作量極小。

部件設(shè)備集中安裝，便于在線監(jiān)控。

所有設(shè)備均采用電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，便于遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。

除機(jī)械連鎖外，各設(shè)備間還設(shè)有操作電路連鎖電路，操作安全性好。

智能組件

智能組件是幾種智能電子設(shè)備（IED）安裝在宿主設(shè)備旁邊，承擔(dān)與宿主設(shè)備相關(guān)的測(cè)量、控制和監(jiān)控功能；滿(mǎn)足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，還可集成相關(guān)測(cè)量和保護(hù)功能。

IntelligentElectronicDevice具有上述全部或部分功能的處理器電子裝置。

外部智能組件(易于維護(hù)、升級(jí)、擴(kuò)展)。

內(nèi)置或外置傳感器。

智能組件從傳感器中收集信息。

通過(guò)光纖連接到外部系統(tǒng)。

設(shè)備狀態(tài)由智能組件本地判斷。

光纖以太網(wǎng)可以觀察到電網(wǎng)設(shè)備的狀態(tài)。