智能变电站.pdf

智能变电站智能变电站 一、提出建设智能变电站的背景一、提出建设智能变电站的背景 背景背景 1 1 ： 传统变电站自动化问题现状传统变电站自动化问题现状 背景背景 2 2 ： 数字化变电站问题现状数字化变电站问题现状 背景背景 3 3 ： 中国坚强智能电网发展战略框架中国坚强智能电网发展战略框架 背景背景 1 1 ：传统变电站自动化问题现状：传统变电站自动化问题现状 1 1 、站内信息、站内信息重复采样重复采样，造成变电站资源的浪费，造成变电站资源的浪费， 大量重复的量测设备经常出现缺陷大量重复的量测设备经常出现缺陷 , , 增加了安装、检修增加了安装、检修 、运行与维护的成本、运行与维护的成本 2 2 、数据采集的、数据采集的一致性差一致性差，无，无精确时标精确时标 3 3 、站内存在、站内存在多套孤立系统多套孤立系统，数据格式及信息模型不，数据格式及信息模型不 统一。（综自、五防、操作票、保护信息子统一。（综自、五防、操作票、保护信息子 站、站、 pmupmu 、故障测距、电能质量在线监测）、故障测距、电能质量在线监测） 4 4 、 、 scada/emsscada/emsscada/emsscada/ems 存取实时信息有限存取实时信息有限存取实时信息有限存取实时信息有限 , , , , 量测不全量测不全量测不全量测不全。 5 5 5 5 、全站设备没有实现全景信息采集、全站设备没有实现全景信息采集、全站设备没有实现全景信息采集、全站设备没有实现全景信息采集 , , , , 自检测自检测自检测自检测 , , , , 自诊自诊自诊自诊 断功能。断功能。断功能。断功能。 6 6 6 6 、系统、设备之间、系统、设备之间、系统、设备之间、系统、设备之间互操作性差互操作性差互操作性差互操作性差、通信规约繁杂、缺乏、通信规约繁杂、缺乏、通信规约繁杂、缺乏、通信规约繁杂、缺乏 一致性测试一致性测试一致性测试一致性测试 / / / / 权威认证。（ 权威认证。（ 权威认证。（ 权威认证。（ cdtcdtcdtcdt 、 1801180118011801 、 pollingpollingpollingpolling 、 101101101101 、 103103103103 ） 7 7 7 7 、多个网络系统并存、多个网络系统并存、多个网络系统并存、多个网络系统并存 , , , , 信息表示不标准不规范信息表示不标准不规范信息表示不标准不规范信息表示不标准不规范，难以，难以，难以，难以 充分应用；不同设备因原理算法、模型不一致导致信息输充分应用；不同设备因原理算法、模型不一致导致信息输充分应用；不同设备因原理算法、模型不一致导致信息输充分应用；不同设备因原理算法、模型不一致导致信息输 出不一致；装置信息输出不平衡；通讯规约的信息承载率出不一致；装置信息输出不平衡；通讯规约的信息承载率出不一致；装置信息输出不平衡；通讯规约的信息承载率出不一致；装置信息输出不平衡；通讯规约的信息承载率 低等。低等。低等。低等。 背景背景 2 2 ：数字化变电站问题现状：数字化变电站问题现状 数字化变电站仅实现两大应用：数字化变电站仅实现两大应用： 电子式互感器电子式互感器、 iec61850iec61850 数字化变电站仍然存在诸多问题：数字化变电站仍然存在诸多问题： 1 1 、缺乏相关的建设标准、规范，数字化变电站没有形、缺乏相关的建设标准、规范，数字化变电站没有形 成完整的标准体系、设计规范、验收规范、装置检验成完整的标准体系、设计规范、验收规范、装置检验 规程、计量检定规程、运行规范等。规程、计量检定规程、运行规范等。 2 2 、数据采集和信息处理缺乏统一的标准和规范，接口、数据采集和信息处理缺乏统一的标准和规范，接口 不统一、模型不统一、不同厂家生产的测控装置不但不统一、模型不统一、不同厂家生产的测控装置不但 在硬件上有功能的差异，而且在软件上所采用的算法在硬件上有功能的差异，而且在软件上所采用的算法 、通信规约也不尽相同。、通信规约也不尽相同。 3 3 、数字化变电站都是局部数字化，如仅在过程层采用、数字化变电站都是局部数字化，如仅在过程层采用 电子式互感器，或仅在站控层采用电子式互感器，或仅在站控层采用 iec-6185oiec-6185o 标准等标准等 。 4 4 、没有解决、没有解决 iec61850iec61850 6197061970 接口接口 5 5 、主要局限在自动化系统本身，无整个变电站的建设体主要局限在自动化系统本身，无整个变电站的建设体 系系 6 6 、变电站没有信息体系，没有形成更多的智能应用，缺、变电站没有信息体系，没有形成更多的智能应用，缺 乏检验、试验评估体系乏检验、试验评估体系 7 7 、原有的检验手段已不能满足现场检验的需要，需要研、原有的检验手段已不能满足现场检验的需要，需要研 究新的检测方法，配置相应的检测仪器。究新的检测方法，配置相应的检测仪器。 8 8 、总体上处于、总体上处于试验阶段试验阶段 就目前而言：数字化变电站以符合就目前而言：数字化变电站以符合就目前而言：数字化变电站以符合就目前而言：数字化变电站以符合 iec-61850iec-61850iec-61850iec-61850 标准的变电标准的变电标准的变电标准的变电 站通信网络和系统、网络化的二次设备、自动化的运行管站通信网络和系统、网络化的二次设备、自动化的运行管站通信网络和系统、网络化的二次设备、自动化的运行管站通信网络和系统、网络化的二次设备、自动化的运行管 理系统，为其最主要的技术特征。理系统，为其最主要的技术特征。理系统，为其最主要的技术特征。理系统，为其最主要的技术特征。分布式实时智能分析技分布式实时智能分析技分布式实时智能分析技分布式实时智能分析技 术，智能一次设备状态评估与预警等功能则没有涉及。术，智能一次设备状态评估与预警等功能则没有涉及。术，智能一次设备状态评估与预警等功能则没有涉及。术，智能一次设备状态评估与预警等功能则没有涉及。 电网基础体系 技术支撑体系电网基础体系 技术支撑体系 智能应用体系 标准规范体系智能应用体系 标准规范体系 一个目标一个目标 三个阶段三个阶段 两条主线两条主线 四个体系四个体系 五个内涵五个内涵 构建以特高压电网为骨干网架构建以特高压电网为骨干网架 、各级电网协调发展的坚强智、各级电网协调发展的坚强智 能电网能电网 技术上实现信息化、自动化、互动化技术上实现信息化、自动化、互动化 管理上实现集团化、集约化、精益化、管理上实现集团化、集约化、精益化、 标准化标准化 2009-20102009-2010 年： 研究试点阶段年： 研究试点阶段 2011-20152011-2015 年： 全面建设阶段年： 全面建设阶段 2016-20202016-2020 年： 完善提升阶段年： 完善提升阶段 坚强可靠 经济高效坚强可靠 经济高效 清洁环保 透明开放 友好互动清洁环保 透明开放 友好互动 六个环节六个环节 发电 线路 变电 配电 用户 调度发电 线路 变电 配电 用户 调度 背景背景 3 3 ：中国坚强智能电网发展战略框：中国坚强智能电网发展战略框 架架 智能电网特征智能电网特征 1) 1) 具有自我修复的能力（具有自我修复的能力（自愈性自愈性） 2) 2) 激发激发用户主动参与用户主动参与电网的运作（激励性）电网的运作（激励性） 3) 3) 抵御袭击（抵御袭击（安全性安全性） 4) 4) 提供提供高质量的电能高质量的电能，减少停电损失（高质量），减少停电损失（高质量） 5) 5) 能够容纳各种发电和蓄电形式（能够容纳各种发电和蓄电形式（新能源参与新能源参与） 6) 6) 繁荣电力市场繁荣电力市场 7) 7) 优化设备运行，优化设备运行，降低电网运行费用降低电网运行费用 数字化电网和智能电网的比较数字化电网和智能电网的比较 智能电网下对变电站智能电网下对变电站 功能的重新定位与发展目标功能的重新定位与发展目标 1 、变电站是智能电网建设的重要节点之一智能电网建设的重要节点之一，其主要作用 就是为智能电网提供标准的、可靠的节点（包含一、二次 设备和系统）支撑 2 2 、设备信息和运行维护策略与电力调度实现全面共享互、设备信息和运行维护策略与电力调度实现全面共享互 动动，实现基于状态的全寿命周期全寿命周期综合优化管理 3 、实现全网运行全网运行数据的统一采集数据的统一采集、实时信息共享信息共享以及电 网实时控制和智能调节实时控制和智能调节，支撑各级电网的安全稳定运行和 各类高级应用 4 4 、枢纽及中心变电站、枢纽及中心变电站全面建成或改造成为智能化变电站 智能变电站的定义智能变电站的定义 采用先进、可靠、集成、低碳、环保的采用先进、可靠、集成、低碳、环保的 智能设备智能设备，以全站信息，以全站信息数字化数字化、通信平台、通信平台网络化网络化 、信息共享信息共享标准化为基本要求，自动完成标准化为基本要求，自动完成信息采信息采 集、测量、控制、保护、计量和监测集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能等基本功能 ，并可根据需要支持电网，并可根据需要支持电网实时实时自动控制、智能调自动控制、智能调 节、在线分析节、在线分析决策决策、协同协同互动等高级功能的变电互动等高级功能的变电 站。站。 智能变电站的智能变电站的智能变电站的智能变电站的内涵内涵内涵内涵：可靠、经济、兼容、自主、互动、协同：可靠、经济、兼容、自主、互动、协同：可靠、经济、兼容、自主、互动、协同：可靠、经济、兼容、自主、互动、协同 智能变电站的特征：一次智能变电站的特征：一次智能变电站的特征：一次智能变电站的特征：一次设备智能化设备智能化设备智能化设备智能化、系统高度、系统高度、系统高度、系统高度集成化集成化集成化集成化、信息、信息、信息、信息 交换交换交换交换标准化标准化标准化标准化、运行控制、运行控制、运行控制、运行控制自动化自动化自动化自动化、保护控制、保护控制、保护控制、保护控制协同化协同化协同化协同化、 分析决策分析决策分析决策分析决策在线化 在线化 在线化 在线化 ( ( 坚强可靠，信息化，自动化，互动化）坚强可靠，信息化，自动化，互动化）坚强可靠，信息化，自动化，互动化）坚强可靠，信息化，自动化，互动化） 智能变电站的主要特征智能变电站的主要特征智能变电站的主要特征智能变电站的主要特征 (1)(1) 智能变电站系统应是一种智能变电站系统应是一种面向服务面向服务面向服务面向服务的架构 的架构 (soa)(soa) (2)(2) 建立起以设备为对象的建立起以设备为对象的分布式智能节点分布式智能节点分布式智能节点分布式智能节点。实现既。实现既分分分分 布又协同布又协同布又协同布又协同的的信息共享信息共享信息共享信息共享机制。机制。 (3)(3) 从业务需求出发从业务需求出发 , , 把把技术问题、经济问题、管理问技术问题、经济问题、管理问技术问题、经济问题、管理问技术问题、经济问题、管理问 题统筹考虑题统筹考虑题统筹考虑题统筹考虑。实现能量流、信息流、业务流一体化。实现能量流、信息流、业务流一体化。 (4)(4) 通过通过智能电子装置智能电子装置智能电子装置智能电子装置（ iedied ）整合有价值的能量流、）整合有价值的能量流、 信息流。突出标准化规范化信息流。突出标准化规范化 , , 强调强调功能性和互操作性功能性和互操作性功能性和互操作性功能性和互操作性 , , 提供提供模型统一、规约统一、时标统一、来源唯一模型统一、规约统一、时标统一、来源唯一模型统一、规约统一、时标统一、来源唯一模型统一、规约统一、时标统一、来源唯一的高品的高品 质基础信息。质基础信息。 (5)(5) 智能变电站作为智能电网的基础环节，将统一和简智能变电站作为智能电网的基础环节，将统一和简 化变电站的数据源，形成基于同一断面的唯一性、一致化变电站的数据源，形成基于同一断面的唯一性、一致 性基础信息，以统一标准方式实现变电站内外的信息交性基础信息，以统一标准方式实现变电站内外的信息交 互和信息共享，形成互和信息共享，形成纵向贯通、横向互通纵向贯通、横向互通纵向贯通、横向互通纵向贯通、横向互通的电网信息支的电网信息支 撑平台，并提供以此为基础的多种业务应用。撑平台，并提供以此为基础的多种业务应用。 ( ( 尤其要尤其要 强调强调 ) ) (6)(6)(6)(6) 采用采用采用采用更加高速更加高速更加高速更加高速 ( ( ( ( 快速以太网快速以太网快速以太网快速以太网 ) ) ) ) 和更加经济的技术和更加经济的技术和更加经济的技术和更加经济的技术 手段手段手段手段 , , , , 传输变电站内外信息传输变电站内外信息传输变电站内外信息传输变电站内外信息 , , , , 包括包括包括包括与变电站与变电站与变电站与变电站 , , , , 相关电源相关电源相关电源相关电源 , , , , 负荷及线路的信息负荷及线路的信息负荷及线路的信息负荷及线路的信息。掌握整个电网的状态。掌握整个电网的状态。掌握整个电网的状态。掌握整个电网的状态。 (7)(7)(7)(7) 将高级调度中心的部分功能下放到智能变电站实现。将高级调度中心的部分功能下放到智能变电站实现。将高级调度中心的部分功能下放到智能变电站实现。将高级调度中心的部分功能下放到智能变电站实现。 智能变电站系统管理好站内网络数据的同时可以根据运智能变电站系统管理好站内网络数据的同时可以根据运智能变电站系统管理好站内网络数据的同时可以根据运智能变电站系统管理好站内网络数据的同时可以根据运 行需求，以更高的频率来储存数据行需求，以更高的频率来储存数据行需求，以更高的频率来储存数据行需求，以更高的频率来储存数据 , , , , 实现基于实现基于实现基于实现基于实时数据实时数据实时数据实时数据 仓库的数据挖掘仓库的数据挖掘仓库的数据挖掘仓库的数据挖掘，完成智能电网所要求的，完成智能电网所要求的，完成智能电网所要求的，完成智能电网所要求的高级分析和优高级分析和优高级分析和优高级分析和优 化功能。化功能。化功能。化功能。 (8)(8)(8)(8) 智能变电站智能变电站智能变电站智能变电站 (smart substation )(smart substation )(smart substation )(smart substation ) 建设需要采用先进建设需要采用先进建设需要采用先进建设需要采用先进 的理念重新设计新建变电站的理念重新设计新建变电站的理念重新设计新建变电站的理念重新设计新建变电站 , , , , 也需要采用先进的技术改也需要采用先进的技术改也需要采用先进的技术改也需要采用先进的技术改 造现有变电站，以便造现有变电站，以便造现有变电站，以便造现有变电站，以便远程监测临界和非临界运营数据远程监测临界和非临界运营数据远程监测临界和非临界运营数据远程监测临界和非临界运营数据。 分析和处理大量实时数据。将断路器、变压器、变电站分析和处理大量实时数据。将断路器、变压器、变电站分析和处理大量实时数据。将断路器、变压器、变电站分析和处理大量实时数据。将断路器、变压器、变电站 的环境因素等数据进行综合分析的环境因素等数据进行综合分析的环境因素等数据进行综合分析的环境因素等数据进行综合分析 , , , , 并与相临变电站互通并与相临变电站互通并与相临变电站互通并与相临变电站互通 信息。 信息。 信息。 信息。 智能变电站的主要创新点智能变电站的主要创新点智能变电站的主要创新点智能变电站的主要创新点 (1)(1)(1)(1) 一次设备智能化一次设备智能化一次设备智能化一次设备智能化：实现变电站实现变电站实现变电站实现变电站一次设备智能化一次设备智能化一次设备智能化一次设备智能化，即，即，即，即 状态监测、检测、诊断、智能预警、状态检修及资产评状态监测、检测、诊断、智能预警、状态检修及资产评状态监测、检测、诊断、智能预警、状态检修及资产评状态监测、检测、诊断、智能预警、状态检修及资产评 估。估。估。估。 (2)(2)(2)(2) 互动互动互动互动：与大用户、相关变电站及调度中心与大用户、相关变电站及调度中心与大用户、相关变电站及调度中心与大用户、相关变电站及调度中心互动互动互动互动。 (3)(3)(3)(3) 协调控制协调控制协调控制协调控制：支持电能质量控制、变压器经济运行及支持电能质量控制、变压器经济运行及支持电能质量控制、变压器经济运行及支持电能质量控制、变压器经济运行及 电压电压电压电压 / / / / 无功广域无功广域无功广域无功广域协调控制协调控制协调控制协调控制。 (4)(4)(4)(4) 智能应用智能应用智能应用智能应用：通过对实时数据高速采集、存储及智能通过对实时数据高速采集、存储及智能通过对实时数据高速采集、存储及智能通过对实时数据高速采集、存储及智能 分析决策分析决策分析决策分析决策 , , , , 提高变电站提高变电站提高变电站提高变电站智能应用智能应用智能应用智能应用水平。水平。水平。水平。 具有数字化变电站的特征具有数字化变电站的特征具有数字化变电站的特征具有数字化变电站的特征 信息采集、传输、处理、输出过程完全数字化信息采集、传输、处理、输出过程完全数字化 设备间交换的信息用设备间交换的信息用数字编码数字编码表示表示 通信网络减少连接线数量通信网络减少连接线数量 光缆取代电缆光缆取代电缆：抗干扰、不传输干扰：抗干扰、不传输干扰 可检错纠错可检错纠错 不产生附加误差不产生附加误差 基本特征基本特征 设备智能化设备智能化电子式互感器智能开关电子式互感器智能开关 信息传输光纤化光纤通信替代二次电缆信息传输光纤化光纤通信替代二次电缆 信息模型标准化信息模型标准化 iec61850iec61850 通信标准通信标准 简化二次接线 简化二次接线 少量 少量光纤代替大量电缆光纤代替大量电缆 提升测量精度提升测量精度 数字信号传输和处理无附加误差 数字信号传输和处理无附加误差 提高信息传输的可靠性 提高信息传输的可靠性 crc crc 校验、通信自检校验、通信自检 光纤通信光纤通信无电磁兼容无电磁兼容问题 问题 可采用可采用电子式互感器电子式互感器 无 无 ctct 饱和、饱和、 ctct 开路、铁磁谐振开路、铁磁谐振等问题等问题 绝缘结构简单、干式绝缘、免维护 绝缘结构简单、干式绝缘、免维护 一、二次设备间无电联系一、二次设备间无电联系 无传输过电压和两点接地无传输过电压和两点接地等问题 等问题 一次设备电磁干扰不会传输到集控室一次设备电磁干扰不会传输到集控室 各种各种功能共享统一的信息功能共享统一的信息平台平台 监控、远动、保护信息子站、监控、远动、保护信息子站、 vqcvqc 和五防等一体和五防等一体 化化 减小变电站集控室面积减小变电站集控室面积 二次二次设备小型化、标准化、集成化设备小型化、标准化、集成化 二次设备可二次设备可灵活布置灵活布置 智能变电站技术方向（传统要求）智能变电站技术方向（传统要求） 高可靠性的设备高可靠性的设备是变电站坚强的基础，综合分析、自动协同控制综合分析、自动协同控制 是变电站智能化的关键，设备信息数字化、功能集成化、结构紧凑化设备信息数字化、功能集成化、结构紧凑化 、检修状态化、检修状态化是发展方向，运维高效化运维高效化是最终目标。 智能变电站的设计及建设应按照 dl/t 1092 三道防线三道防线要求，满足 dl/t 755 三级安全稳定标准；满足 gb/t 14285 继电保护选择性、速动性选择性、速动性 、灵敏性、可靠性、灵敏性、可靠性的要求；遵守电力二次系统安全防护总体方案电力二次系统安全防护总体方案 。 智能变电站的测量、控制、保护等单元应满足 gb/t 14285gb/t 14285 、 dl/t dl/t 769769 、 dl/t 478dl/t 478 、 gb/t 13729gb/t 13729 的相关要求，后台监控功能应参考的相关要求，后台监控功能应参考 dl/t 5149dl/t 5149 的相关要求。的相关要求。 智能变电站的通信网络与系统应符合 dl/t 860 标准。应建立包含电网建立包含电网 实时同步运行信息、保护信息、设备状态、电能质量等各类数据的实时同步运行信息、保护信息、设备状态、电能质量等各类数据的 标准化信息模型，保证基础数据的完整性及一致性标准化信息模型，保证基础数据的完整性及一致性。 智能变电站技术方向智能变电站技术方向 智能变电站设备应符合易集成、易扩展、易升级、易易集成、易扩展、易升级、易 改造、易维护改造、易维护的工业化应用要求。 主要设备（变压器、断路器等）主要设备（变压器、断路器等）状态信息状态信息应进行采集应进行采集 并并可视化展示可视化展示，为电网设备管理提供基础数据的支撑，为电网设备管理提供基础数据的支撑 。 应实现变电站与调度、相邻变电站、电源、用户之间变电站与调度、相邻变电站、电源、用户之间 的协同互动的协同互动，支撑各级电网的安全稳定经济运行。 各项功能应满足变电站集中控制、无人值班变电站集中控制、无人值班的要求。 宜建立站内全景数据的统一信息平台，供系统层各子全景数据的统一信息平台，供系统层各子 系统统一数据标准化规范化存取访问及向调度系统上系统统一数据标准化规范化存取访问及向调度系统上 送。送。 设备和系统应进行智能化能力的测试与智能化程智能化能力的测试与智能化程 度的评估度的评估。 智能变电站关键技术 (1)(1) 一次设备智能化一次设备智能化一次设备智能化一次设备智能化技术：实现变电站一次设备智能化技术：实现变电站一次设备智能化 ，即，即状态监测、检测、诊断、智能预警、状态检修及状态监测、检测、诊断、智能预警、状态检修及状态监测、检测、诊断、智能预警、状态检修及状态监测、检测、诊断、智能预警、状态检修及 资产评估。资产评估。资产评估。资产评估。 (2)(2) 互动技术互动技术互动技术互动技术：与大用户、相关变电站及调度中心互动：与大用户、相关变电站及调度中心互动 。 (3)(3) 协调控制技术协调控制技术协调控制技术协调控制技术：支持电能质量控制、变压器经济运：支持电能质量控制、变压器经济运 行及电压行及电压 / / 无功广域协调控制。无功广域协调控制。 (4)(4) 智能应用智能应用智能应用智能应用：通过对实时数据高速采集、存储及智能：通过对实时数据高速采集、存储及智能 分析决策分析决策 , , 提高变电站智能应用水平。提高变电站智能应用水平。 (5)(5) 智能变电站智能变电站状态估计技术状态估计技术状态估计技术状态估计技术：为智能电网提供支撑。：为智能电网提供支撑。 智能变电站的总体要求智能变电站的总体要求 智能变电站在智能电网中的定位，作用和发展目标。智能变电站在智能电网中的定位，作用和发展目标。 强调智能变电站应满足电力系统基本的安全管理方面满足电力系统基本的安全管理方面 的规定。的规定。 解释智能变电站的基本功能应遵循的标准和规范。 强调智能变电站应统一建模，通信过程也要标准化智能变电站应统一建模，通信过程也要标准化。 强调应满足工业化要求满足工业化要求。 智能变电站的总体要求智能变电站的总体要求 强调设备本身应具有强调设备本身应具有高可靠性高可靠性，不是所有的设备都需，不是所有的设备都需 要在线监测，主要设备要要在线监测，主要设备要在线监测在线监测功能，并实现功能，并实现全寿全寿 命周期命周期管理，不要把系统复杂化。管理，不要把系统复杂化。 强调与四种客户端的协同互动。强调与四种客户端的协同互动。 变电站在智能化后，更变电站在智能化后，更要高效要高效，继续贯彻，继续贯彻无人值班无人值班的的 管理运行模式，并提倡管理运行模式，并提倡集控集控。 打造统一的、标准的信息化数据平台，是智能变电站打造统一的、标准的信息化数据平台，是智能变电站 的首要任务。的首要任务。 汲取数字化变电站的建设经验，智能变电站应该进行汲取数字化变电站的建设经验，智能变电站应该进行 评估，给出某些指标。评估，给出某些指标。 强调支持强调支持未来新能源的接入未来新能源的接入。 智能变电站的体系结构智能变电站的体系结构 一、体系结构一、体系结构 智能变电站系统智能变电站系统从逻辑上分为从逻辑上分为过程层、 间隔层和站控层过程层、 间隔层和站控层 。 1. 1. 过程层过程层 过程层包括变压器、 断路器、 隔离开关、 电流 过程层包括变压器、 断路器、 隔离开关、 电流 / / 电压电压 互感器等互感器等一次设备一次设备及其所属的智能组件以及独立的智能电及其所属的智能组件以及独立的智能电 子装置。子装置。 2. 2. 间隔层间隔层 间隔层设备一般指间隔层设备一般指继电保护装置、 系统测控装置、 监继电保护装置、 系统测控装置、 监 测功能组主 测功能组主 ied ied 等二次设备等二次设备，实现使用一个间隔的数，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，即与据并且作用于该间隔一次设备的功能，即与各种远各种远 方输入 方输入 / / 输出、 传感器和控制器通信。输出、 传感器和控制器通信。 智能变电站的体系结构智能变电站的体系结构 3.3. 站控层站控层 站控层包括自动化站级站控层包括自动化站级监视控制系统、站域控制、通信系统、对时系监视控制系统、站域控制、通信系统、对时系 统等统等，实现面向全站设备的，实现面向全站设备的监视、 控制、 告警及信息交互功能监视、 控制、 告警及信息交互功能，完成，完成 数据采集和监视控制（数据采集和监视控制（ scadascada ）、操作闭锁以及同步相量采集、电）、操作闭锁以及同步相量采集、电 能量采集、保护信息管理等能量采集、保护信息管理等相关功能。站控层功能宜高度集成，可在相关功能。站控层功能宜高度集成，可在 一台一台计算机或嵌入式装置实现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， 也可分布在多台计算机或嵌入式装置 中。中。 智能变电站智能变电站数据源应统一、 标准化，实现网络共享数据源应统一、 标准化，实现网络共享。智能设备之间应。智能设备之间应 实现进一步的互联互通，支持采用系统级的运行控制策略。智能变电实现进一步的互联互通，支持采用系统级的运行控制策略。智能变电 站自动化系统采用的网络架构应合理， 可采用站自动化系统采用的网络架构应合理， 可采用以太网、 环形网络， 以太网、 环形网络， 网络冗余方式网络冗余方式宜符合 宜符合 iec61499 iec61499 及 及 iec 62439 iec 62439 的要求。 的要求。 智能变电站技术导则智能变电站技术导则 二、智能组件二、智能组件 1.1. 结构要求 结构要求 a a ）智能组件是）智能组件是可灵活配置的智能电子装置可灵活配置的智能电子装置，测量数字化、控制网络化测量数字化、控制网络化 和状态可视化和状态可视化为其基本功能；为其基本功能； b b ）根据实际需要，在满足相关标准的前提下，智能组件可集成计量等）根据实际需要，在满足相关标准的前提下，智能组件可集成计量等 功能；功能； c c ）智能组件宜就地）智能组件宜就地安置在宿主设备旁安置在宿主设备旁； d d ）智能组件采用）智能组件采用双电源供电双电源供电； e e ）智能组件内各 ）智能组件内各 ied ied 凡需要与站控层设备交互的，接入凡需要与站控层设备交互的，接入站控层网络站控层网络； f f ）根据实际情况，可以由一个以上智能电子装置实现智能组件的功能。）根据实际情况，可以由一个以上智能电子装置实现智能组件的功能。 智能组件通用技术要求： 智能组件通用技术要求： a a ） 适应电磁、 温度、 湿度、 沙尘、 降雨（雪）、 振动等） 适应电磁、 温度、 湿度、 沙尘、 降雨（雪）、 振动等恶劣运行环恶劣运行环 境境； b b ） ） ied ied 应应具备异常时钟信息的识别防误具备异常时钟信息的识别防误功能，同时具备一定的功能，同时具备一定的守时功守时功 能能； c c ） 应具备） 应具备就地综合评估、 实时状态预报就地综合评估、 实时状态预报的功能，满足设备状态可视化的功能，满足设备状态可视化 要求；要求； d d ） 宜有） 宜有标准化的物理接口标准化的物理接口及结构，具备及结构，具备即插即用即插即用功能；功能； e e ） 应优化网络配置方案，确保） 应优化网络配置方案，确保实时性实时性、 可靠性要求高的 、 可靠性要求高的 ied ied 的功能的功能 ； f f ） 应支持） 应支持顺序控制；顺序控制； g g ） 应支持） 应支持在线调试在线调试功能。 功能。 三、信息采集和测量功能要求三、信息采集和测量功能要求 a) 应实现对全站遥测信息和遥信信息（包括刀闸、 变遥测信息和遥信信息（包括刀闸、 变 压器分接头等信息）的采集；压器分接头等信息）的采集； b) 对测量精度要求高的模拟量，宜采用高精度数据采集高精度数据采集 技术；技术； c) 对有精确绝对时标和同步要求的电网数据精确绝对时标和同步要求的电网数据，应实现统 一断面实时数据的同步采集； d ） 宜采用基于三态数据（稳态数据、 暂态数据、 动基于三态数据（稳态数据、 暂态数据、 动 态数据） 综合测控技术态数据） 综合测控技术， 进行全站数据的统一集及 标准方式输出； e ）测量系统应具有良好频谱响应频谱响应特性； f ）宜具备电能质量的数据测量数据测量功能。 智能变电站技术导则智能变电站技术导则 四、控制功能要求四、控制功能要求 a ）应支持全站防止电气误操作防止电气误操作闭锁功能； b ）应支持本间隔顺序控制本间隔顺序控制功能； c ）遥控回路宜采用两级开放方式抗干扰措施两级开放方式抗干扰措施； d ）应支持紧急操作模式紧急操作模式功能； e ）应支持网络化控制功能网络化控制功能。 五、状态监测功能要求五、状态监测功能要求 a) 宜具备通过传感器自动采集设备状态信息传感器自动采集设备状态信息（可采集部分）的能力； b) 宜具备从相关系统自动复制宿主设备其它状态信息的能力；相关系统自动复制宿主设备其它状态信息的能力； c) 宜将传感器外置将传感器外置， 在不影响测量和可靠性的前提下， 确需内置的 传感器， 可将最必要部分内置； d) 应具备综合分析设备状态的功能综合分析设备状态的功能，具备将分析结果与他相关系统进 行信息交互信息交互的功能； e) 应逐步扩展设备的自诊断范围自诊断范围，提高自诊断的准确性和快速性； f) 应具备远方调阅远方调阅原始数据的能力。 智能变电站技术导则智能变电站技术导则 六、保护功能要求六、保护功能要求 a ）应遵循继电保护基本原则，满足 gb/t14285 、 dl/t 769 等 相关继电保护的标准要求； b ）保护装置宜独立分散、 就地安装；保护装置宜独立分散、 就地安装； c ） 保护保护应直接采样直接采样， 对于单间隔的保护应直接跳闸单间隔的保护应直接跳闸， 涉及多间 隔的保护（母线保护） 宜直接跳闸。对于涉及多间隔的保护（母线 保护）， 如确有必要采用其他跳闸方式， 相关设备应满足保护对可 靠性和快速性的要求。 d ）保护装置应不依赖于外部对时系统实现其保护不依赖于外部对时系统实现其保护功能； e ）双重化配置双重化配置的两套保护，其信息输入、 输出环节应完全独立信息输入、 输出环节应完全独立； f ）当采用电子式互感器电子式互感器时，应针对电子式互感器特点优化相关保 护算法、 提高保护性能； g ） 纵联保护应支持一端为电子式互感器支持一端为电子式互感器、 另一端为常规互感器另一端为常规互感器 或两端均为电子式互感器两端均为电子式互感器的配置形式。 智能变电站技术导则智能变电站技术导则 七、计量功能要求 七、计量功能要求 a ） 应能准确的计算电能量计算电能量， 计算数据完整、 可靠、 及时、 完整、 可靠、 及时、 保密， 满足电能量信息的唯一性和可信度保密， 满足电能量信息的唯一性和可信度的要求； b ）应具备分时段分时段、 需量电能量自动采集、 处理、 传输、 存自动采集、 处理、 传输、 存 储等功能储等功能，并能可靠的接入网络； c ）应根据重要性对某些部件采用冗余配置冗余配置； d ）计量用互感器的选择配置及准确度要求应符合 dl/t 448 的规定； e ）计量 ied ied 应具备可靠的数字量或模拟量输入接口，用于接应具备可靠的数字量或模拟量输入接口，用于接 收合并单元输出的信号收合并单元输出的信号。 合并单元应具备参数设置的硬件防护功 能，其准确度要求应能满足计量要求； f ）宜针对不同计量 ied 特点制定各方认可的检定和溯源规程。 智能变电站技术导则智能变电站技术导则 八、通信功能要求 八、通信功能要求 a) 宜采用完全自描述的方法完全自描述的方法实现站内信息与模型的交换 。 b) 应具备对报文丢包及数据完整性甄别对报文丢包及数据完整性甄别功能。 c) 网络上的数据应分级， 具备优先传送功能数据应分级， 具备优先传送功能， 并计算 和控制流量， 满足全站设备正常运行的需求。 d) 宜按照 iec 62351 要求， 采用信息加密、 数字签 名、 身份认证等安全技术， 满足信息通信安全的要求。 智能变电站技术导则智能变电站技术导则 智能变电站功能要求智能变电站功能要求 1.2 站内状态估计 应具有站内状态估计及数据辨识与处理功能站内状态估计及数据辨识与处理功能，保证基础数据的正确性基础数据的正确性 ，并支持智能调度技术支持系统实现电网状态估计电网状态估计。 1.3 与主站系统通信 宜采用基于模型的通信协议与主站进行通信。 1.4 同步对时系统 站内采用基于卫星时钟的对时系统基于卫星时钟的对时系统，系统层之间可采用 iec61588 或 sntp 协议对时 方式，设备层之间可采用 iec61588 或 irig-b 码对时方式，对时精度满足分布式应 用功能的需要。 说明：主站系统希望变电站能提供可靠的数据以减轻主站系统的运算负担并提高可 靠性，这种数据看的可靠性就需要通过变电站状态估计计算来实现。 说明 与主站通信时强调模型信息也要传输，不能仅限于简单 的四遥数据，有模型的数据可以让主站信息接收处理简 化，且保证信息齐全。 智能变电站的对时要求远高于传统变电站和数字化变电 站。传统变电站对时主要用于 soe 时标，用于判断动作 时序，但不影响电网本身的安全运行。数字化变电站强数字化变电站强 调采样的同一时刻，但并不强调绝对时刻。调采样的同一时刻，但并不强调绝对时刻。智能变电站 由于有协同互动功能，必须要有精确的绝对时标协同互动功能，必须要有精确的绝对时标。 智能变电站功能要求智能变电站功能要求 1.5 通信系统 应充分考虑可靠性，应具有网络风暴抑制功能网络风暴抑制功能，网络设备局部故障不 应导致系统性问题。 应充分考虑简便性，应有方便的配置向导进行网络配置、监视、维护网络配置、监视、维护 。 应具有对网络所有节点的工况监视与报警功能。应具有对网络所有节点的工况监视与报警功能。 工业以太网交换机工业以太网交换机应满足以下要求： a) 宜采用冗余直流供电和无风扇设计冗余直流供电和无风扇设计； b) 电磁兼容等性能满足 dl/t 860-3 要求； c) 应具有服务质量保证、虚拟局域网、组播过滤、广播风暴限制、 抵御拒绝服务攻击和防止病毒传播的功能； d) 宜支持遵循 dl/t 860 建模及对外通信。 。 智能变电站功能要求智能变电站功能要求 1.6 电能质量评估与决策系统 宜实现包含电压、谐波监测在内的电能质量监测包含电压、谐波监测在内的电能质量监测、分析与决策的功分析与决策的功 能能，为电能质量的评估和治理提供依据。 1.7 变电站培训仿真系统 特高压变电站宜配置变电站培训仿真系统变电站培训仿真系统，提供智能变电站虚拟现实虚拟现实 功能功能，实现设备巡检、故障分析、运行操作设备巡检、故障分析、运行操作等培训功能。 1.8 区域集控功能 当变电站在系统中承担集中控制功能，即在满足本变电站监控的基础 上，实现对周边多个变电站的集中监控时，则变电站应满足集控站的 相关技术标准及规范。 1.9 区域智能防误操作 根据变电站高压设备的网络拓扑结构网络拓扑结构，对开关、刀闸操作前后不同 的分合状态，进行高压设备的有电、停电、接地有电、停电、接地三种状态的 拓扑变化计算，自动实现防误操作的闭锁逻辑判断实现防误操作的闭锁逻辑判断。 智能变电站功能要求智能变电站功能要求 1.10 配置工具 应通过统一的配置工具统一的配置工具对全站设备进行全站数据模型及通信配置。 1.11 源端维护 变电站作为调度 / 集控系统数据采集的源端，应提供各种可自描述的配置参量，维护时 仅需在变电站利用统一配置工具进行配置，生成标准配置文件标准配置文件，包括变电站主接线图、 网络拓扑等参数及数据模型。 变电站监控系统与调度 / 集控系统可自动获得变电站的标准配置文件，并自动导入到自自动导入到自 身系统数据库中。身系统数据库中。 变电站监控系统的主接线图和分画面图形主接线图和分画面图形文件，应以网络图形标准网络图形标准 svgsvg 格式格式提供给调度 / 集控系统。 1.12 网络记录分析系统 宜配置独立的网络报文记录分析系统网络报文记录分析系统，实现对全站各种网络报文的实时监视、捕捉、网络报文的实时监视、捕捉、 存储、分析和统计功能存储、分析和统计功能。网络报文记录分析系统宜具备变电站网络通信状态的 变电站网络通信状态的 在线检测和状态评估功能。在线检测和状态评估功能。 站内智能高级功能要求站内智能高级功能要求 2.1 设备状态可视化设备状态可视化 应采集主要高压设备（变压器、断路器等）状态信息，进行可视化展示可视化展示并发 送到上级系统，为电网实现基于状态检测的设备全寿命周期综合状态检测的设备全寿命周期综合优化管理提 供基础数据支撑。 说明：变电站中的变压器、断路器等主设备变压器、断路器等主设备的设备状态应接入系统，可随时 监视。为今后实现变电站全寿命周期管理提供必要的数据和技术支撑。 站内智能高级功能要求站内智能高级功能要求 2.2 智能告警及分析决策 应根据变电站逻辑和推理模型，实现对告警信息的分类和信号过滤告警信息的分类和信号过滤，对变电站 的运行状态进行在线实时分析和推理，自动报告变电站异常并提出故障处理指在线实时分析和推理，自动报告变电站异常并提出故障处理指 导意见导意见，为主站提供智能告警智能告警，也为主站分析决策提供事件信息。主站分析决策提供事件信息。 说明：智能告警是对变电站内的各种事件做一个梳理，理清其间的轻重缓急。 根据事件的重要性，合理安排告警信息，屏蔽没有意义或者在运行情况下低一 级的告警信息。例如在正常操作或者保护动作之后，遥测越限告警就意义不大 了。主要是为减轻主站系统的负担。 站内智能高级功能要求站内智能高级功能要求 2.3 故障信息综合分析决策故障信息综合分析决策 宜在故障情况下对包括事件顺序记录信号及保护装置、相量测量、故障录波等事件顺序记录信号及保护装置、相量测量、故障录波等 数据进行数据挖掘、多专业综合分析数据进行数据挖掘、多专业综合分析，并将变电站故障分析结果以简洁明了的 可视化界面综合展示。 说明：事故信息综合分析决策是指在发生电力系统事故或者故障情况下，系统 根据获取的各种信息，自行为值班运行人员提供一个事故分析报告并给出事故 处理预案，便于迅速判定事故原因和应采取的措施，而且可以人工分析直接提 供相关数据信息。 站外智能高级应用站外智能高级应用 2.4 支撑经济运行与优化控制 综合利用 facts 、变压器自动调压、无功补偿设备自动调节等手段，达到支撑支撑 调度系统安全经济运行和优化控制调度系统安全经济运行和优化控制的目的。 说明：根据变电站实时运行的情况，运用数学模型算法，结合站内的调压、无 功投切等手段，给出经济运行和优化控制策略，强调为调度系统服务 , 如电压 无功控制的限值可能是由调度系统下发。 站外智能高级应用站外智能高级应用 2.5 系统级安全自动控制 宜利用统一采集的信息，集中处理，实现全站备自投、安全稳定控制等功能统一采集的信息，集中处理，实现全站备自投、安全稳定控制等功能 。 说明：在通信和数据处理速度满足要求的情况下，应考虑基于全站数据信息的 集中式处理架构的应用，系统级的运行控制策略优于面向单间隔的策略。与以 往的分散、分布式保护完全不同，采集全站内全部或者部分实时运行数据，集 中运算，基于全站系统级策略，实现保护，是一种集中式处理。 站外智能高级应用站外智能高级应用 2.6 站域保护 运用集中或分布协调的方式采集全站实时信息并进行分析 计算，优化后备保护、辅助保护性能，提高保护对智能变 电站多种运行方式的自适应能力。 利用冗余信息冗余信息比对相关数据和装置状态，实现继电保护的实现继电保护的 状态检测和检修。状态检测和检修。 2.7 与外部系统信息交互外部系统信息交互 具有与大用户、电源等外部系统进行信息交换大用户、电源等外部系统进行信息交换的功能，能 转发进线、出线运行状况转发进线、出线运行状况等相关信息。 说明：是智能变电站的互动化体现。 辅助设施功能要求 1. 视频监控视频监控 站内宜配置视频监控系统并可远传，与站内监控系统在 设备操控、事故处理时协同联动，并具备设备就地、设备操控、事故处理时协同联动，并具备设