智能变电站建设体系与特点分析

随着全球经济的发展，电力在各个领域的应用越来越广，一次事故停电就会对社会和人民的生活造成巨大的危害，变电站的安全运行就变得越来越重要了。近年来，我国经济发展迅速，在经济迅猛发展的同时对于国家电网的建设速度越来越快。加强对国家电网建设的安全性及智能性建设是现代化电网建设的重要性建设内容。

智能电网的建设是当前我国电网建设中的关键性建设因素，通过国家智能电网的建设能够实现电力建设的标准化运作，保障在电力供应中，能够借助电网建设进行电力建设的支撑管理。保障在智能电网建设过程中，能够实现现代化电力建设的运行和维护能力提升。在当前的国家智能电网建设过程中，由于电网建设中存在着不同的建设方案，因此，一种基于全寿命周期的智能电网建设在当前的电网建设中也变得越来越重要。通过国家智能电网的建设，能够实现国家电力建设的快速性转变，这也是国家电网未来发展趋势转变的必然方向。

1  智能变电站的特点

智能变电站建设是现代化电力设备建设中智能建设的重要性转变趋势之一，通过智能电力设备的建设，能够实现国家电网建设和发展的数字化、信息化及智能化转变。就当前国家电网建设现状来看，加快国家电网建设的智能化转变已经成为现代化电力企业发展的方向转变之一，通过智能电网建设实现数据采集、数据测量及数据检测的智能化转变，同时在智能化电网建设转变中，为了保障电网建设的基本性调节功能实现，因此，应该加强对智能电网建设的自动化控制转变，通过智能电网建设的智能化控制转变实现电力建设的自动调节功能实施。就当前电力智能化建设来看，其特点主要体现在以下几方面：

1.1  站端信息采集实现数字化

智能电站建设是现代化电力建设中的重要性建设因素之一，在智能电站的建设过程中，采用电子式交流电流作为电力建设的数字化控制因素转变，同时在电力建设过程中为了保障电力建设的效果能够发挥，因此，在电力建设过程中采用电力模拟器作为电力建设数据采集的重要性控制原件，通过控制元件的智能化转变应用实现了当前电力建设的信息化转变。通过在电力传输中设置断路器，将设备的运行信息接入到智能终端控制中，在智能终端的控制下进行电力建设的数字化转变，同时在智能终端的控制下，能够实现电力建设的智能化信息技术转变应用，保障了电力建设应用的信息建设能力提升，实现了电网智能体系构建。

1.2  有效提高了一次设备智能化程度

新的智能采集系统将设备状态监测IED、系统保护装置及本体智能终端等设备的监测数据采集后集成至机旁智能组件柜，在智能单元和合并单元的共同处理下，实现了设备的智能化原件应用，也就是在电力网络的构建中，将主变压器、避雷器以及断路器等设备运行状态及运行信息及时反馈监测，通过IEC 61850标准的统一接口上传系统。

1.3  二次设备和系统功能一体化趋势明显

智能电站的建设是建立在计算机技术应用之上的，通过智能化电网的建设实现数据转换的一体化控制转变，在一体化控制转变措施的实施下，能够实现电力系统应用的状态及辅助信息监控。并且通过其辅助信息的监控实现了电站全程数据的实时监测。

1.4  节能环保效果良好

智能电站建设过程中，一次设备的应用是通过智能组件将数据传输到数据接收终端之上的，而二次设备的采集和应用，注重的是对一体化装置控制中的数据监控，保障在数据监控中，能够集中管理数据。实现布局结构更加紧凑合理，通过采用光缆和交换机数据通讯系统，节省大量电缆及相关机柜、配件辅材等，实现了节材的目的，较之传统变电站也更加环保。2  智能变电站功能的分层结构

IEC 61850标准将智能电站建设中的功能及概念做出了新的诠释，通过智能电站建设中的层次性转变，从而实现了现代化电站建设的控制层级分析，并且保障了电站建设中层与层之间串联的逻辑性接口转变，如图1所示： 

图1  智能变电站功能分层结构

过程层在智能电网建设中起到的作用是将一次设备的接口转换数据传输到终端接收中。通过终端接收实现了数据传输的转换功能，并且将过程层传输中的设备信息及交流电转变信息全部传输到了计算机管理应用中，通过计算机管理实现了数据传输的模拟量控制，并且将数据传输中的电力控制信息借助光缆直接传输到了间隔层中，在间隔层的传输应用中，实现了各种控制过渡功能的转换应用。

间隔层起到的作用是将电站建设中的数据传输信息进行二次传输保护，在二次传输保护实施中，实现控制数据传输间隔过渡作用，通过数据传输功能的过渡保护实现了数据转变应用的监控原件能力提升。同时电站间隔层既可以采集一次设备信息并上传至变电站层，又可以接受变电站层的命令，通过过程层实现对一次设备的控制。

站控层是通过计算机信息传输数据转换，将数据传输转换到信息原件的控制中，进而在智能软件的应用下进行智能电网传输转换中的智能化信息建设管理，在这种建设管理过程中，实现了一次设备及二次设备传输数据的监控和转换，保障了数据在以太网作用下，能够达到和远方控制中心数据传输应用目的。

3  智能变电站技术特点分析

3.1  智能变电站技术特点

（1）间隔层和站控层设备均采用光纤和交换机等进行通讯，所有的通信接口和模型也都符合IEC61850标准和TCP/IP协议，其标准的开放性和应用性，使得整个系统具备网络化二次功能。

（2）传统的电站在信息的接收和转换中，采用的是电磁感应电流，即借助电磁感应电流将数据传输中的电压信息进行集中监管，通过电流信息的集中监管实现了数据运行的智能化转变，同时在智能化电站信息的转变中，由于单元接受装置的应用，实现了数据的实时接收。

（3）支持与开关的智能化接口；

（4）一次设备向智能化发展；

（5）多种过程层组网技术，支持与互感器的IEC61850-9-1点对点、IEC61850-9-2总线和GOOSE模式，可单独组网，也可与站控网、过程网共同组网。

3.2  智能变电站一次设备的结构特点

3.2.1  智能变电站一次设备结构

由智能电站建设的标准IEC61850将一次变电站建设应用的结构规划如下图2所示： 

图2  设计智能一次设备的总体结构

传统变电站在结构的构成上，主要有软件和硬件两个部分组成，每一项软件和硬件对应着不同的电力控制设备。电气设备控制上，主要是由一次设备的本体结构构成，通过一次设备的本体结构构成应用实现了数据转换接收的信息化及智能化应用。智能组件柜是智能单元和合并单元的系统接入媒介，是为二者提供通讯、A/D转换、命令执行的平台；智能单元和合并单元是具体智能化技术的应用终端，具有信息转换处理、决策分析、命令执行等能力。

3.2.2  智能变电站一次设备特点分析

测量数字化：通过对传统数据收集和转换实现了数据监控的智能化方向转变，及通过电压的智能化分析，能够将电路运行的耦合状态，以及电路信息运行的闭合状态进行了采集。通过合并单元进行A/D转换成数字量，实现对设备运行和状态信息的数字化转换。

测量方式：智能组件在应用过程中，能够通过数据的测量，将前置控制单元监控运行中的数据直接传输给智能组件。

控制网络化：在电力建设系统的应用控制实施中，由于电力系统建设和运行的智能化方式存在着明显的改变。在这种情况下，要想保障电力建设的智能化转变，就应该在电力建设过程中，加强对电力建设中的控制耦合软件进行分析，确保在耦合软件分析应用中，能够实现对电网建设的远程监控控制。

3.3  智能变电站二次设备结构和布置

为实现在线监测、远程控制、继电保护和火灾自动报警等功能，智能变电站集成了微电子、网络通讯、电力计算机软件技术等先进技术，利用智能单元和合并单元，达到了功能的一体化。其中，智能变电站二次设备典型布置如图3所示： 

图3  智能变电站二次设备典型布置

3.3.1  智能变电站二次设备特点

在电子智能互感器合并单元的应用中，通过智能化电子单元的控制能够实现电网的智能化模拟控制，同时还能实现智能电网建设应用的接线方式转变，保障了在电力建设中，能够实现数据的功能通信以及数据传输的智能化控智能力提升，保障在现代化电子计算机信息技术的应用下，能够实现国家电网建设的智能化及多元化转变。这不仅克服了常规变电站电缆二次回路接线复杂、抗干扰能力差等缺点，还通过网络通信方式方便的实现了数据共享、硬件资源共享，并为回路状态在线监测提供了条件。

4  智能变电站建设与数字化电站建设的异同

数字化电站建设是当前智能电站建设和发展中的重要性建设转变，通过智能电站建设实现了数据通信的控制和数据传输转换能力提升，在只能电站的建设过程中，由于电站建设中存在着不同的影响，因此，在现代化电站建设中，要想保障整体的电站建设能力得到提升，就应该加强对电站建设中需要运用到的智能化因素分析，确保智能化电站建设因素的控制转变和传统的电站建设之间能够有明确的区别。

5  当前智能变电站存在的一些问题

尽管智能变电站存在很多传统变电站无法比拟的优势，却依然存在一些新的问题。

5.1  信息安全问题

由于智能化电站的建设在朝着网络化电站建设方向转变，在当前的电站建设中，通过电站建设中的智能化转变数据控制分析，能够实现对数据监控集中控制，保障了电站建设应用中的数据化功能能够得到充分的发挥。但由于网络的普遍性和开放性，黑客很多，病毒、木马横行，很容易造成软硬件损坏，这就容易造成智能化变电站的信息文件丢失损坏和设备瘫痪，给变电站的运行带来了很多的安全隐患，并且对电网的运行而言，也是一种极为严重的负载，使得电站建设和运行中，出现了很多的风险性因素。

5.2  网络风暴

智能变电站的建设中，其整个电站监控运行和数据的监控，以及在数据监控执行命令过程中，其所有数据都是建立在数据传输应用之上的，只有保障了数据传输应用中的技术控制实施，这样才能全面提升数据传输转换功能，保障在当前的电力控制过程中，能够借助在数据交换技术下，进行专门的数据传输接收。但是由于在数据的传输和接收中，存在着很多的缺陷性，也由于电站运行信息是建立在网络技术应用之上的，因此，在这种技术应用背景下，就会形成电站运行的风险性出现，这对于智能电网的建设而言是非常不利的。

在智能电网的运行中，如果只有一条信息正常交换，而其他信息的传输则是建立在传输链路之上的，也就是说在信息数据的传输中，由于信息数据传输的功能性影响存在着差别，因此，在这种情况下，要想保障电站的信息运行，就必须要加强对电站运行中的网络应用环境安全进行分析，确保在电站运行安全环境的控制中，能够实现智能电网的风险性因素排除，保障电网的运行。

6  结语

目前，大部分人对智能变电站都还很陌生，随着国家电网对智能变电站的投资建设，对专业人才需求也越来越多，因此对智能变电站有个了解还有有一定的必要性的。