【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 快由定期檢修向狀態(tài)檢修過(guò)渡；一次裝備的智能化技術(shù)水平有待提高。因此，建設(shè)智能變電站應(yīng)著重于三個(gè)方面：智能一次設(shè)備；信息共享；在線監(jiān)測(cè)。智能變電站的智能主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面[5]，即智能設(shè)備和智能高級(jí)應(yīng)用。所謂智能設(shè)備，是指一次設(shè)備和智能組件的有機(jī)結(jié)合，其中，智能組件是二次設(shè)備的統(tǒng)稱，包括測(cè)控裝置、保護(hù)裝置、測(cè)控保護(hù)裝置、狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置、智能終端等，也可以是幾個(gè)裝置的集合，如GIS匯控柜、屏柜等。這些智能組件就像一次設(shè)備的“管家”，幫助一次設(shè)備做好傳輸和分配電能的工作，還具有測(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)量等功能。智能變電站的第二個(gè)特點(diǎn)是智能高級(jí)應(yīng)用。目前，傳統(tǒng)的變電站已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，但是相對(duì)于調(diào)度機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)很“聽(tīng)話”，也是被動(dòng)的，智能變電站可以與調(diào)度機(jī)構(gòu)友好互動(dòng)。因?yàn)橹悄芙M件的廣泛應(yīng)用，智能變電站采集的數(shù)據(jù)是全景式的，因而信息量非常大，但是這些數(shù)據(jù)不是不加分析就傳輸給電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)，而是通過(guò)站內(nèi)的信息一體化平臺(tái)以及變電站自動(dòng)化系統(tǒng)高級(jí)應(yīng)用模塊，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的挖掘、分析，實(shí)現(xiàn)智能告警、順序控制、設(shè)備狀態(tài)可視化、事故綜合分析決策等。比如，通過(guò)對(duì)變壓器在線檢測(cè)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的隱患，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)評(píng)估，對(duì)越限值發(fā)出告警信息。智能變電站強(qiáng)調(diào)全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化。此外，還具有功能集成化、結(jié)構(gòu)緊湊化、狀態(tài)可視化等顯著技術(shù)特征，易擴(kuò)展、易升級(jí)、易改造、易維護(hù)，被認(rèn)為是變電站發(fā)展歷史上的一次革命。 智能變電站的結(jié)構(gòu)智能變電站以智能一次設(shè)備和統(tǒng)一信息平臺(tái)為基礎(chǔ)，通過(guò)采用先進(jìn)的傳感器、電子信息、通信控制、人工智能等技術(shù)。實(shí)現(xiàn)變電站設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控、程序化運(yùn)行控制、設(shè)備狀態(tài)檢修、運(yùn)行狀態(tài)自適應(yīng)、智能分析決策、網(wǎng)絡(luò)故障后的自動(dòng)重構(gòu)以及與調(diào)度中心信息的靈活交互。高壓設(shè)備是電網(wǎng)的基本單元，高壓設(shè)備智能化(簡(jiǎn)稱智能設(shè)備)是智能電網(wǎng)的重要組成部分，也是區(qū)別傳統(tǒng)電網(wǎng)的主要標(biāo)志之一，智能設(shè)備是附加了智能組件的高壓設(shè)備，智能組件通過(guò)狀態(tài)感知和指令執(zhí)行元件，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)的可視化、控制的網(wǎng)絡(luò)化和自動(dòng)化，為智能電網(wǎng)提供最基礎(chǔ)的功能支撐，智能設(shè)備不僅僅是測(cè)量與控制方面的技術(shù)革新，對(duì)變電站設(shè)計(jì)、電網(wǎng)運(yùn)行、乃至高壓設(shè)備本身的技術(shù)發(fā)展，都有重大影響，智能設(shè)備將使整個(gè)變電站向著更加簡(jiǎn)約、可靠和智能的方向發(fā)展。近期智能變電站的建設(shè)主要是基于IEC 61850規(guī)約的二次設(shè)備發(fā)展，變電站的主要信息，包括電流、電壓的實(shí)時(shí)狀態(tài)均數(shù)字化后用網(wǎng)絡(luò)傳輸給二次設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了變電站信息采集、傳輸和處理全過(guò)程數(shù)字化。隨著電力系統(tǒng)越來(lái)越高的可靠性及自動(dòng)化發(fā)展的要求，同時(shí)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)和信息技術(shù)的快速發(fā)展，使電器設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化成為可能。因此，開(kāi)展一次設(shè)備智能化應(yīng)用研究，對(duì)變電站的自動(dòng)化運(yùn)行將帶來(lái)深遠(yuǎn)的影響和變革，為變電站實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備智能化起到及其重要的作用，具有非常重大的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)意義。 變電站智能設(shè)備的結(jié)構(gòu)智能設(shè)備由高壓設(shè)備和智能組件組成，高壓設(shè)備與智能組件之間通過(guò)狀態(tài)感知元件(傳感器或其一部分)和指令執(zhí)行元件(控制單元或其一部分)組成一個(gè)有機(jī)整體，三者合為一體就是智能設(shè)備，或稱高壓設(shè)備智能化。智能設(shè)備是智能電網(wǎng)的基本元件，根據(jù)高壓設(shè)備的類別和現(xiàn)場(chǎng)需求，控制單元和智能組件的部分功能可以相互轉(zhuǎn)移，或?qū)⒖刂茊卧墓δ苋考械街悄芙M件中。對(duì)于無(wú)控制需求的高壓設(shè)備。沒(méi)有控制單元，狀態(tài)感知元件根據(jù)需要，或植入高壓設(shè)備內(nèi)部、或安置于高壓設(shè)備外部的專門(mén)位置，狀態(tài)感知單元與智能組件之間通常由模擬信號(hào)電纜連接。根據(jù)需要，智能組件可以集成控制、保護(hù)、測(cè)量等更多功能[6]。 智能變電站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理的自動(dòng)化系統(tǒng)組網(wǎng)方案是設(shè)計(jì)規(guī)劃智能變電站的前提和關(guān)鍵問(wèn)題。IEC61850 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)將數(shù)字化變電站在邏輯上劃分為變電站層、間隔層和過(guò)程層，變電站層與間隔層之間的聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)一般稱為站控層網(wǎng)絡(luò)、間隔層與過(guò)程層之間的聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)一般稱為過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)。由于站控層網(wǎng)絡(luò)和過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)承載的功能截然不同，為了保證過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性、安全性，在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，站控層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)與過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)物理隔離。站控層網(wǎng)絡(luò)：站控層網(wǎng)絡(luò)的功能和結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)變電站的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)基本類似，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刹捎铆h(huán)型或星型。其中，環(huán)型具有較好的安全穩(wěn)定性，但擴(kuò)展性稍差，1 個(gè)間隔配備 1 臺(tái)環(huán)網(wǎng)交換機(jī)也使得設(shè)備投資過(guò)大，同時(shí)環(huán)網(wǎng)也可能帶來(lái)如下技術(shù)問(wèn)題：（1） 環(huán)網(wǎng)是一種較復(fù)雜的組網(wǎng)方式，它需要交換機(jī)實(shí)現(xiàn)生成樹(shù)協(xié)議，如RSTP，或者各種專有協(xié)議，如 TurboRing、RapidRing 等。由于交換機(jī)廠家采用的環(huán)網(wǎng)協(xié)議不統(tǒng)一或者實(shí)現(xiàn)方法不規(guī)范，導(dǎo)致在環(huán)網(wǎng)交換機(jī)選型方面受到一定制約。（2） 由于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，報(bào)文在環(huán)網(wǎng)上的傳輸延時(shí)會(huì)隨著環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)目的增加而增大，更為嚴(yán)重的是環(huán)網(wǎng)存在廣播風(fēng)暴的風(fēng)險(xiǎn)。（3） 環(huán)網(wǎng)中的任何一臺(tái)交換機(jī)檢修時(shí)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涠紩?huì)變成總線型，這會(huì)容易導(dǎo)致整個(gè)站控層網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。星型網(wǎng)絡(luò)則兼顧了網(wǎng)絡(luò)的安全性和擴(kuò)展性，報(bào)文傳輸延時(shí)固定，檢修某個(gè)間隔時(shí)將該間隔交換機(jī)關(guān)閉即可切斷與其它間隔的聯(lián)系，保證了檢修時(shí)的安全性。因此，同時(shí)考慮到 220kV 保護(hù)雙重化配置的原則，建議：站控層網(wǎng)絡(luò)采用雙星型拓?fù)洹＿^(guò)程層網(wǎng)絡(luò)：過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)是智能變電站的基本特征，由于絕大多數(shù)的自動(dòng)化功能都是面向間隔的，為了減輕網(wǎng)絡(luò)帶寬的壓力和保證節(jié)點(diǎn)的訪問(wèn)安全，原則上要求過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)按照不同間隔劃分成不同的獨(dú)立子網(wǎng)，各子網(wǎng)之間可以通過(guò)匯聚交換機(jī)級(jí)聯(lián)，子網(wǎng)內(nèi)部采用星型或點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接拓?fù)?；母線、變壓器和低電壓等級(jí)的子網(wǎng)可按多間隔或大間隔組建；采樣值傳輸網(wǎng)與 GOOSE 報(bào)文傳輸網(wǎng)宜分開(kāi)組網(wǎng)；跨間隔的應(yīng)用利用 VLAN 技術(shù)從匯聚交換機(jī)上獲得多個(gè)間隔的信息，或單獨(dú)組建一個(gè)專用網(wǎng)絡(luò)。將過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)劃分成多個(gè)獨(dú)立子網(wǎng)的最大優(yōu)勢(shì)在于：當(dāng)其它間隔交換機(jī)和匯聚交換機(jī)發(fā)生故障時(shí)不會(huì)影響本間隔內(nèi)的各種功能。此外，根據(jù)應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分流，有效降低了網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力。4 智能變電站關(guān)鍵技術(shù)智能變電站的關(guān)鍵技術(shù)使得智能變電站與傳統(tǒng)變電站的區(qū)別如下[7]：(1)智能變電站系統(tǒng)應(yīng)是一種面向服務(wù)的架構(gòu) (SOA)(2)建立起以設(shè)備為對(duì)象的分布式智能節(jié)點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)既分布又協(xié)同的信息共享機(jī)制。(3)從業(yè)務(wù)需求出發(fā)。把技術(shù)問(wèn)題、經(jīng)濟(jì)問(wèn)題、管理問(wèn)題統(tǒng)籌考慮。實(shí)現(xiàn)能量流、信息流、業(yè)務(wù)流一體化。(4)通過(guò)智能電子裝置（IED） 整合有價(jià)值的能量流、信息流。突出標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范化。強(qiáng)調(diào)功能性和互操作性。提供模型統(tǒng)一、規(guī)約統(tǒng)一、時(shí)標(biāo)統(tǒng)一、來(lái)源唯一的高品質(zhì)基礎(chǔ)信息。(5)智能變電站作為智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，將統(tǒng)一和簡(jiǎn)化變電站的數(shù)據(jù)源，形成基于同一斷面的唯一性、一致性基礎(chǔ)信息，以統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)方式實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)外的信息交互和信息共享，形成縱向貫通、橫向互通的電網(wǎng)信息支撐平臺(tái)，并提供以此為基礎(chǔ)的多種業(yè)務(wù)應(yīng)用。(尤其要強(qiáng)調(diào))(6)采用更加高速(快速以太網(wǎng))和更加經(jīng)濟(jì)的技術(shù)手段。傳輸變電站內(nèi)外信息。包括與變電站。相關(guān)電源。負(fù)荷及線路的信息。掌握整個(gè)電網(wǎng)的狀態(tài)。(7)將高級(jí)調(diào)度中心的部分功能下放到智能變電站實(shí)現(xiàn)。智能變電站系統(tǒng)管理好站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的同時(shí)可以根據(jù)運(yùn)行需求，以更高的頻率來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的數(shù)據(jù)挖掘，完成智能電網(wǎng)所要求的高級(jí)分析和優(yōu)化功能。(8)智能變電站(Sm