智能电站调研报告

智能电站调研报告（共8篇）

智能电站调研报告 篇1

一、调研时间

2018年××月××日至2018年××月××日

二、调研人员

××

三、调研地点

四川德阳东方电机厂、四川汉源瀑布沟水电站、云南永善溪洛渡水电站

四、调研目的

为提高分公司智能电站建设和管理水平，拓宽员工工作思路，赴东方电机厂、瀑布沟水电站、溪洛渡水电站进行工作调研。重点内容包括：

1、智能电站运行情况；

2、相关新技术、新设备使用情况；

3、高坝运行管理情况。

五、调研总结

（一）东方电机厂 1.东方电机厂情况简介

东方电机厂总部位于四川省德阳市，成立于1958年，是中国研制大型发电设备的三大基地之一，属全国大型发电设备制造的重点骨干企业，现为中央企业--中国东方电气集团公司的全资核心子企业，是全球发电设备、清洁能源产品和服务的主要供应商。

公司主要从事水轮发电机、热能发电机、风力发电机、交（直）流电机、电站控制系统及军工产品的研发、设计、制造和服务。占地面积115万平方米；资产总额146亿元。作为国家级高新技术企业，东方电机建成了四川省大型清洁发电技术工程实验室，设有全国示范院士专家工作站，拥有专业技术人员约2000人、工程院院士2人、国家级专家5人、享受政府特殊津贴专家32人。

五十余年来，东方电机通过自主创新和科研攻关，形成了水、火、核、气、风“多电并举”的产业发展格局，核心技术和研发能力达到世界先进水平。拥有行业最高端、最齐全的产品品种。包括：500-1000MW巨型混流式、30-75MW大型贯流式、300-375MW大型抽水蓄能等水电机组，600-1300MW燃煤、400-480MW燃气、第三代核电华龙一号及EPR1750MW等汽轮发电机，2.0-6.0MW各型风力发电机等。

公司已建立高效的生产制造体系、科学的质量保障体系和完善的售后服务体系，源源不断地为客户提供高品质的产品和服务。截至2016年底，东方电机累计产出发电设备达4.5亿千瓦。产品遍布全国31个省、市、自治区，约占全国总装机容量的30%；并出口到美国、印度、越南、巴西、委内瑞拉等30多个国家和地区。

与时俱进、追求卓越，东方电机正在全力打造最具国际竞争力的发电设备制造企业；创新驱动、绿色发展，东方电机一直专注于发电科技，致力于为人类社会进步提供源源不断的清洁能源。

（二）瀑布沟水电站 1.瀑布沟水电站简介

大渡河瀑布沟水电站为2003年四川省政府办公厅批复的《四川省大渡河干流水电规划调整报告》推荐的3库22级开发方案中的第17级电站，上游为老鹰岩水电站，下游为深溪沟水电站。瀑布沟水电站是大渡河流域水电梯级开发的下游控制性水库工程，是大渡河流域梯级水电站开发的关键项目之一。

大渡河水电基地是国家规划的十三大水能基地之一。

十三大水电基地的提出对我国实现水电流域梯级滚动开发，实行资源优化配置，带动西部经济发展都起到了极大的促进作用，十三大水电基地资源量超过全国的一半，基地的建设在水电建设中居重要地位，是西部大开发标志性工程。

国电大渡河瀑布沟水力发电总厂是国电大渡河流域水电开发有限公司新成立的发电总厂，是中国国电集团公司目前装机最大的水电厂，位于四川省雅安市汉源县和凉山州甘洛县境内，主要负责管理大渡河中游瀑布沟、深溪沟两座大型水电站。

规划主要送电区为成都、川西北和川南地区。总装机容量4260MW，目前瀑布沟水电站已投运6台机组，共3600MW。

其中，瀑布沟水电站是国家“十五”重点工程和西部大开发标志性工程，是四川省灾后重建中和本世纪以来投产的单机和总装机容量最大的水电站，同时也是大渡河下游的控制性水库，是一座以发电为主，兼有防洪、拦沙等综合效益的特大型水利水电枢纽工程。

该电站装设6台混流式机组，单机容量600MW，多年平均发电量147.9亿kw.h。水库正常蓄水位850m，总库容53.9亿立方米，其中调洪库容10.56亿立方米，调节库容38.82亿立方米，具有季调节能力。

工程于2004年3月开工建设，2009年底首批两台机组发电，2010年4月7日第三台机组发电，6月29日第四台机组发电，12月23日第五台机组投产，12月26日第六台机组投产，至此，瀑布沟水电站360万千瓦机组于2010年底前全部投入的目标完成。

2010年6月10日，瀑布沟水电站水库命名为“汉源湖”。

水库的主库区在汉源的瀑布沟水电站，日前库区已蓄水到设计最高蓄水位850米高程，在汉源、石棉、甘洛三县境内形成84平方公里水面的西南最大人工湖。因主库区在汉源，被命名为汉源湖。汉源湖长72公里，最宽直线达7公里，水深最高达186米。“高峡出平湖，碧水照苍山”，成为新兴旅游、养鱼、水上运动和交通新亮点。

大渡河公司珍稀鱼类繁殖站己首批放流各种鱼苗37.5万尾;汉源县已规划对湖区和境内大渡河大峡谷国家地质公园及其他旅游景点进行连线开发，紧连四周乐山、峨眉、西昌、泸定、雅安旅游区。图中三面环水的半岛为国道108线和雅安至攀枝花高速公路穿境而过的汉源县新县城所在地萝卜岗。

瀑布沟水电站是国电流域水电开发有限公司实施大渡河“流域、梯级、滚动、综合”开发战略的第一个电源建设项目，它是国家“十五”重点建设项目，也是西部大开发的标志性工程。位于中国四川省雅安市汉源县和甘洛县，坝址位于大渡河与尼日河汇合口的上游1千米处，是以发电为主，兼有防洪、拦沙等功能的大(一)型水库。因库区主要位于汉源县境内，且水面最宽阔的地方在原汉源县城，故又称汉源湖。

瀑布沟水电站是大渡河干流梯级规划22个电站中的第17个梯级电站。

（三）溪洛渡水电站 1.溪洛渡水电站简介

溪洛渡水电站是国家“西电东送”骨干工程，位于四川和云南交界的金沙江上。工程以发电为主，兼有防洪、拦沙和改善下游航运条件等综合效益，并可为下游电站进行梯级补偿。电站主要供电华东、华中地区，兼顾川、滇两省用电需要，是金沙江“西电东送”距离最近的骨干电源之一，也是金沙江上最大的一座水电站。

装机容量与原来世界第二大水电站--伊泰普水电站(1400万千瓦)相当，是中国第二、世界第三大水电站。2005年底开工，2007年实现截流。2009年3月大坝主体工程混凝土浇筑开工，计划2013年首批机组发电电站在左、右两岸各布置一座地下厂房，各安装9台单机容量77万千瓦的巨型水轮发电机组，总装机1386万千瓦，仅次于三峡水电站和伊泰普水电站。

截至2014年4月溪洛渡左岸电站3号机组结束试运行并完成停机检修，正式投产发电，剩余4台机组正在进行安装调试，将于2014年汛前全部投运。

2014年6月30日21时50分，溪洛渡左岸1号机组结束72小时试运行，进入投产运行状态。至此，溪洛渡水电站所有机组全部投产。

水库坝顶高程610米，最大坝高285.5米，坝顶溪洛渡水电站夜景 中心线弧长698.09米;左右两岸布置地下厂房，各安装9台单机容量77万千瓦的水轮发电机组，年发电量为571-640亿千瓦时。

溪洛渡水库正常蓄水位600米，死水位540米，水库总容量128亿立方米，调节库容64.6 亿立方米，可进行不完全年调节。水库长约200公里，平均宽度约700米，正常蓄水位600米以下，库容115.7亿立方米，水库总库容126.7亿立方米，水库淹没涉及四川省雷波、金阳、布拖、昭觉、宁南和云南永善、昭阳、鲁甸和巧家等9个县(区)。

溪洛渡水轮机水力设计参数:水轮机为立轴混流式水轮机，额定水头197米，最大水头229.4米，最小水头154.6米，出力加权平均水头223.48米，额定出力784兆瓦，额定转速125r/min,额定流量430.5立方米/秒，吸出高度(至导叶中心)HS为-10.81米，安装高程359.00米。模型试验最高效率95.64%，对应的原型水轮机最优工况点H=199.03米，Q=328.61立方米/秒，P=618.2兆瓦。

溪洛渡左岸电站3号机组采用的是一种新型弹性金属塑料推力瓦，是国内外容量最大的采用塑料推力瓦形式的机组，由哈尔滨电机厂有限责任公司设计制造，具有耐高温、绝缘性能好、制动转速低等优点。

溪洛渡电站现为不完全年调节。上游梯级电站建成后，保证出力可达665.7万千瓦，年发电量640亿千瓦时。同时，该电站建成后，可增加下游三峡、葛洲坝电站的保证出力37.92万千瓦，增加枯水期电量18.8亿千瓦时。

溪洛渡水电站枢纽由拦河坝、泄洪、引水、发电等建筑物组成。拦河坝为混凝土双曲拱坝，坝顶高程610米，最大坝高285.5米，坝顶弧长698.07米;左、右两岸布置地下厂房，各安装9台水轮发电机组，电站总装机1386万千瓦，多年平均发电量571.2亿千瓦时。

金沙江中游是长江主要产沙区之一，溪洛渡坝址年平均含沙量1.72千克每立方米，约占三峡入库沙量的47%。经计算分析，溪洛渡水库单独运行60年，三峡库区入库沙量将比天然状态减少34.1%以上，中数粒径细化约40%，对促进三峡工程效益发挥和减轻重庆港的淤积有重要作用。

溪洛渡工程是长江防洪体系的重要组成部分，是解决川江防洪问题的主要工程措施之一。

溪洛渡水库防洪库容46.5亿立方米，利用水库溪洛渡水电站调洪再配合其它措施，可使川江沿岸的宜宾、泸州、重庆等城市的防洪标准从20年一遇过渡到符合城市防洪规划标准。溪洛渡水库汛期拦蓄金沙江洪水，直接减少了进入三峡水库的洪量，配合三峡水库运行可使长江中下游防洪标准进一步提高。研究成果表明，长江中下游遭遇百年一遇洪水，溪洛渡水库与三峡水库联合调度，可减少长江中下游的分洪量约27.4亿立方米。改善下游枯水期通航条件:溪洛渡水库建成后，由于水库的水量调节和拦沙作用，将增大枯水期流量，经计算，可使新市镇至宜宾河段枯水期流量较天然情况增加约500立方米/秒。

2014年5月27日，世界第三大、中国第二大水电站溪洛渡水电站蓄水至600米水位的安全鉴定工作已全部结束。记者27日从中国长江三峡集团公司获悉，鉴定专家组认为溪洛渡水电站枢纽工程具备自7月上旬起逐步蓄水至600米水位的条件。

依据《金沙江溪洛渡水电站蓄水安全鉴定工作大纲》的要求，溪洛渡水电站水库蓄水的安全鉴定工作分为四个阶段进行。分别为基坑进水，导流洞和1、2、5、6号导流底孔下闸，初期蓄水540米水位并抬升至560米水位安全鉴定，以及正常蓄水至600米水位安全鉴定。

智能电站调研报告 篇2

1 技术方案

原方案:常规智能站;

新方案:新一代智能站。

2 电气主接线

2.1 建设规模。

原方案:110k V本期及终期内桥接线, 2回出线;10k V本期单母线接线, 8回出线, 终期单母线分段接线, 16回出线。新方案:110k V本期为不完善内桥接线, 终期内桥接线, 2回出线;10k V本期单母线接线, 8回出线, 远期单母线分段接线, 16回出线。

2.2 接线方式。

原方案:110k V线路侧配置隔离开关、瓷柱式断路器、单相线路电压互感器。母线PT间隔配置避雷器。

新方案:110k V线路侧取消隔离开关, 加装接地器, 取消瓷柱式断路器及电流互感器, 加装罐式断路器集成电流互感器。母线采用电子式电压互感器。取消母线PT间隔避雷器, 安装于110k V线路侧。线路侧配置带电显示器装置。

3 平面布置

原方案:110k V配电装置布置在站区北侧, 生产综合建筑物布置在站区南侧, 主变布置在站区中部。10k V配电装置、接地变、二次设备均布置在生产综合建筑物内, 电容器竖向布置于变电站西侧。围墙内面积63.5×50=3175m2, 综合建筑物面积39.6×8.8=348.48 m2。

新方案:二次设备采用预制舱式二次组合设备, 布置于变电站西北部;电容器、接地变竖向布置于变电站西侧;其他部分与原方案相同。围墙内面积57.5×50=2875 m2, 综合建筑物面积19.5×8.8=171.6 m2。

4 设备选择

原方案:主要设备均按照常规智能站要求选用国网通用设备。

4.1 变压器采用新一代智能变压器, 低噪音、附带油色谱在线监测。

4.2 根据新一代智能站要求应采用隔离式断路器, 但因本地区冬季极低温度不能满足隔离式断路器运行要求, 故采用常规户外罐式SF6断路器。 (内含罗氏线圈电子式电流互感器)

4.3 110k V母线电压互感器采用电子式。

4.4 110k V线路电流互感器采用集成式电子互感器, 10k V主变进线和分段采用电子式电流互感器。

4.5 二次设备选用预制舱式二次组合设备。

4.6 线路侧配置接地器、带电显示装置。

4.7 无功补偿装置采用集成式电容器成套装置。

5 电气二次专业

原方案:主要设备均按照常规智能站要求设计。

新方案:配置就地级保护装置, 多功能测控装置, 站域保护控制装置, 一体化业务平台。采用预制舱式二次组合设备, 采用预制光缆、预制电缆。

5.1 就地级保护。

110k V线路、桥保护单套配置, 采用保护、测控、考核计量集成装置。110k V母线保护单套独立配置。差动保护支持电子式互感器接入方式。就地级保护宜采用直采直跳方式。

5.2 站域保护控制系统。

站域保护控制系统宜通过网采网跳方式采集站内信息, 集中决策, 实现全站备投、主变过载联切、低周减载等紧急控制功能;实现110k V单套保护的冗余配置功能;优化主变低压后备保护功能, 实现10k V简易母线保护功能。站域保护控制装置宜支持不同运行方式下控制保护策略的自适应功能。

5.3 一体化监控系统。

采用开放式分层分布式计算机监控系统, 构建一体化业务平台。通过标准化的平台接口支持第三方扩展应用模块的接入。站内微机五防功能由站控层设备实现, 站内配置顺序控制、智能告警、一次设备在线监测、二次设备在线监视、保护信息管理、远程浏览、时间同步管理及辅助应用控制等应用功能。

5.4 站内网络。

变电站采用MMS与GOOSE、SV报文分网传输方式, 桥接线的110k V可不组建过程层网络, 10k V不组建过程层网络, 主变10k V侧接入主变110k V侧过程层网络。

5.5 组柜与布置。

采用预制舱式二次组合设备, 舱内二次设备宜采用前接线前显示装置, 通过配电区的不同应用功能的长光缆应按间隔整合, 站内宜采用预制光缆、电缆实现设备之间的标准化连接。

6 土建

6.1 主体建筑物:原方案:框架结构, 墙体采用空心砖, 层数一层, 建筑面积:351.64m2;

新方案:砖混结构, 层数一层, 建筑面积:193.1m2;

增加二次设备预制舱箱式基础一座:2.8m×12.2m, 壁厚0.5m, 埋深2.5m。

6.2 电缆沟:原方案:钢筋混凝土电缆沟0.8m (宽) ×0.8m (深) ×85m (长) ;

新方案:电缆槽盒:1.0m (宽) ×0.2m (深) ×105m (长) 。

6.3 地基处理:原方案:换填浆砌毛石量:450m3 (挡土墙) ;

换填碎石量:1200m3 (所内外道路, 电缆沟) 。

新方案:换填浆砌毛石量:1550m3 (挡土墙及主体建筑物, 二次设备预制舱) ;换填碎石量:1812m3 (所内外道路, 电缆槽盒) 。

7 造价分析

与通用造价对比分析:新方案工程与通用造价110千伏变电站典型设计2010版A-2典型方案对比, 增加2个A-2-110-1出线子模块, 减少4个A-3-35-1出线。

通用造价A-2方案静态投资为2017万元, 按本工程规模调整后静态投资为2035万元。本工程静态投资2484万元, 较通用造价增加449万元。

造价差额主要原因: (1) 建筑工程费:通用造价379万元, 本工程造价558万元, 较通用造价增加179万元。通用造价中未考虑特殊消防系统、该项增加19万元;通用造价中未考虑挡土墙、该项增加44.7万元;地址情况不好, 换填毛石混凝土137万元。 (2) 设备购置费:通用造价为1047万元, 本工程为904万元, 较通用造价减少143万元。通用造价主变压器为三卷40MVA、本工程为二卷31.5MVA。 (3) 安装工程费:通用造价为174万元, 本工程为480万元。较通用造价增加306万元。调试从其他费用移到安装费。调试费52万元。 (4) 其他费用:通用造价437万元, 本工程造价544万元, 增加107万元。其它费用随着工程费用增加。征地124.6万元。

根据以上分析, 本工程造价控制在通用造价水平内。

8 结论

新方案以“系统高度集成、结构布局合理、装备先进适用、经济节能环保、支撑调控一体”的要求为目标, 以功能需求为导向, 远近结合, 既有创新, 又具有可操作性。构建了以集成化智能设备、一体化业务系统及站内统一信息流为特征的新一代智能变电站, 不仅保证工程建设标准和技术原则的统一, 而且在现行智能变电站相关标准的基础上, 吸取已投运示范工程的经验, 充分保证运行安全和维护的便利, 为以后智能变电站的建设起到了示范的作用。

摘要：根据某地建设的新一代智能变电站的建设规模, 阐述新一代智能变电站和常规智能站在技术、经济方案上的主要区别。

智能变电站高压设备智能化探讨 篇3

随着我国经济社会的快速发展，电力系统的安全性和可靠性越来越受到人们的关注，在技术革新的背景下，智能电网成为了现代电力系统发展的主流。智能变电站是智能电网的重要组成部分，其发展的水平直接决定了智能电网的建立和发展，而高压设备智能化又是智能变电站的核心组成环节，本文以智能变电站高压设备为研究对象，通过分析现代智能变电站的及变电站智能设备，提出智能化变电站高压设备智能化发展原则，并提出高压变电站的智能化措施，对于智能变电站高压设备智能化改造具有重要的借鉴和参考价值。电力系统在人们生产、生活中发挥着重要的作用，并且伴随着人们对于用电需求的不断提高，电力系统的规模和建设水平都得到了极大的提高，在技术革新的推动下，电力系统和设备的智能化成为了电力系统发展的重要趋势，未来对于电力系统的改造和升级也会朝向智能化发展，它不仅能够实现电力系统的高效运转，也能够保证整个系统的安全稳定运行。

一、智能变电站概况及发展

高压设备是变电站最为重要的“零部件”，其智能化发展是智能变电站的重要标志，也是智能变电站区别于传统变电站的重要标志。对于智能变电站尚未有明确的定义，美国著名管理咨询公司埃森哲提出，利用传感器、数字化通信及现代计算机技术，对电网设备设施可观测、可控制、自动化的高效、安全电力系统。从智能变电站的发展来看，虽然对于该领域的探索和实践还处于起步和发展阶段，但是可以预见的是其发展的的水平和推广的速度会不断加快，必将代替传统的变电站，实现电网全局的智能化。本文主要针对的是智能化变电站中高压设备的智能化探讨，希望通过对高压设备的智能化探讨，推进智能变电站的整体研究。

二、智能化变电站高压设备智能化的技术原则

我国在智能化变电站方面的研究处于起步和发展阶段，从技术条件等多方面因素来看都不太成熟，在进行试点和改造的过程中，针对不同的智能设备要建立相应的设备技术原则，以保证整体的实施有效性和可控性。

1、改造现有设备，实现智能化

对现有的变电站进行改造的成本相对较低，并且实效性较高，从目前的改造方式来看，主要有以下两种形式，一是对常规型进行改造，另一是对数字化进行改造。常规型改造主要指的是直接的将职能设备加入和安装到变电站的过程和环节中，使其成为整个变电站的组成单元。而数字化改造则是将关键的一次设备状态监测加入到智能单元中，使其与整个系统实现更为良性的信息互动和信息交互，实现整个电网的数字化。

2、新建智能变电站

上述都是在原有的智能变电站中进行改造的，而除此之外更加智能的变电站是新建智能化变电站，其中新建的智能变电站中包括了以下设备，变压器、断路器和避雷器等等。在对于新建智能变电站过程中，需要着重考虑和加强的是综合考虑技术因素和经济水平，加强整个智能变电站的智能化水平发挥，并且最终选择合适的设备，在过程中针对智能化设备的选择和智能设备的相互配合中，要突出选择较为成熟的设备和平台，尽量保证新建智能变电站能够实现更好的效果。

三、高压设备智能化发展——在线监测技术

传感器对高压设备的状态和参数进行在线实时监测是实现高压设备智能化的基础和前提，这也是目前智能变电站高压设备智能化试点建设的重要阶段和关键技术，结合目前智能变压器的发展的实际，大部分都采用了常规高压设备与在线监测技术相结合的方案，从而实现了变电站高压设备的智能化。本文重点分析以下集中设备的检测技术，这不仅是高压设备的核心部件也是实现变电站智能化的关键环节。

1、变压器在线监测技术

变压器是整个变电站价值最高，作用最大，技术最复杂，事故影响力最大的设备。所以对于变压器的在线监测技术是整个设备智能化的核心和重点。（1）最为常用的检测技术是对于油中溶解气体分析，他根据气体的组成和各种气体的含量去判断变压器的内部情况是否出现了异常和故障，并且能够准确判断出现故障的部件，类型及故障程度，并实现实时诊断，做到了发现问题早，排查问题快的特点。从发展的进程看，光声光谱气体检测是最新的检测技术，它是基于光声效应的检测技术，敏锐度高，检测范围广，其硬件结构较为简单，可靠性强，目前在国内应用不广泛。（2）局部放电在线监测。作为绝缘检测的研究重点，对于设备上存在的绝缘缺陷能够及时准确的作出判断，并加以解决。目前局部放电在线监监测包括了天线接收技术以及高频罗氏线圈耦合技术。其中线圈耦合技术容易受到电晕干扰，所以在变电站中应用也相对较少。（3）绕组温度在线监测。大型变压器运行时，其内部的温度分布不均匀，所以可能导致绕组、铁芯等金属部件的温度过高，从而导致绝缘老化，损坏变压器，所以针对此进行的绕组温度在线监测主要是解决这个方面的问题，其中主要可以分为热模拟测量法、直接和间接测量法。

2、断路器在线监测技术

断路器属于机电一体化设备，从电网系统的事故出现次数来看，断路器出现的次数较多，是设备智能化需要重点监测和维护的设备。采用的检测技术主要有操作机构特性检测、局部放电在线监测等。

3、避雷器在线监测技术

由于受到电击的可能性较大，所以在设备保护阶段，对于避雷器的在线监测技术也是保障高压设备智能化的关键组成部分，常用的阻性电流在线监测方法主要分为参考电压法和谐波电流法，参考电压法主要是利用电压互感器获取避雷器的相关数据信息，并从泄露的电流中准确的掌握和分析电流分量，并准确判断其安全隐患。谐波电流法主要是利用傅里叶分析，获得各次谐波分量并得出可靠的电流峰阻，其重复性较好，但是受到电网谐波的影响较大，导致产生的误差也相对较大。

4、容性设备在线监测技术

容性设备主要包括常规的电流互感器以及耦合电容器等，对于容性设备的在线监测主要利用高精度的微电流互感器采集设备，对于电流实施监控，并抽取其中的电压信号，计算出相关数值，并获得对设备检测的有效数据。

总结

从目前阶段看，高压设备智能化的发展和实现手段，主要是常规高压设备与在线监测技术的结合，监测技术在不断适应常规设备的环境和运行基础上，增强自身的可靠性和智能化，从而提高整个设备的智能化，实现对于高压设备的状态实时监控，为真正的高压设备智能化奠定坚实的基础，这也是目前发展的趋势。

智能变电站培训心得体会 篇4

今年3月初,根据运维检修部的安排,我有幸参加了运维检修部组织的智能变电站知识培训学习班。能参加这样的培训,我感到十分的荣幸,同时也感谢运维检修部领导给我们这样一次不断完善和提高自己能力的机会。

在当前国家电网公司正在大力推动智能电网的建设的大环境下，做为智能电网建设发展的重要环节，我公司已投运及将要投运的智能变电站的运行与维护显得至关重要!然而，智能变电站作为一种新兴的电网控制、测量、保护技术，相当多的变电站运维人员对智能变电站的验收、运行、维护、操作等还缺乏必要的了解和认知。

在培训期间,讲师先后讲解了智能变电站特点及优势、智能变电站与常规变电站的区别、智能变电站主要智能设备的功能作用、智能变电站功能应用系统、智能变电站一体化监控系统及顺序操作等的相关知识。

在对智能变电站智能设备功能的讲解中讲师讲到了智能变电站是以网络通信基础为基础，以数字化信息来实现变电站各主要设备、变电站与调度主站、变电站与监控中心主站等系统或设备之间信息交换等方面的原理及传递过程。

在对智能变电站中合并单元、智能终端、保护装置的作用、数据传输、主要功能进行了详细的介绍和讲解。使我们对这三种设备有了更进一步的了解和学习，对我们以后的维护，操作及事故处理起到了很大的帮助作用。

在对智能变电站信息传输中讲到，智能变电站采用光纤作为继电保护自动装置测量电压电流的主要通道，解决了常规变电站中电缆、电压精度受到了二次负载影响，同时也使得采用功能强大的一次设备在线监控成为可能。

在整个培训学习中，学到了很多细杂的小知识点，但是最后把这些小知识点串起来，变成了整个面的知识点，使我们受益匪浅。

通过这次培训学习,让我们又更全面的深入学习了解了智能变电站。不仅仅是书本专业知识的了解学习,更对实际的操作和维护方面来了一次全面的补充和完善。这样使我们在以后智能变电站的运行维护上更加认真仔细，更加全面到位的把工作做好!

智能光伏电站解决方案技术白皮书 篇5

华为智能光伏电站解决方案是将电站作为面向客户可交付的产品，从电站建设到运维全流程进行优化和创新，将数字信息技术与光伏技术进行跨界融合，实现初始投资不增加的前提下，降低初始投资、降低运维成本，提高系统发电量，增加投资回报率的目的。

智能光伏电站解决方案相比传统的以集中式大机为代表的电站解决方案，设计理念上有三点显著地差异，一是数字化光伏电站，二是电站更简单，三是全球自动化运维。

数字化光伏电站：首先是对现有的光伏发电部分进行智能化改造，使传统的逆变器不仅仅是发电部件，而且是一个集电力变换、远程控制、数据采集、在线分析、环境自适应等于一体的智能控制器，成为电站的神经末梢与区域控制的中心；其次，通过对现有RS485等低速传输通道的升级，使整个电站形成融合语音与视频通信、快速灵活部署、免维护的高速互联网络，铺设电站信息流通的高速公路；最后，收集到的电站完整信息统一上传到云端存储，利用大数据分析与挖掘引擎，实现对电站的智能化管理及电站性能的持续优化。

让电站更简单：无逆变器房、直流汇流箱等系统多余设施，无熔丝、风扇等易损部件，实现电站的简洁化、标准化交付，电站所有部件能够满足风沙、盐雾、高温高湿、高海拔等各种复杂环境，25年免维护、可靠运行的质量要求，建设与运维更加简单，最大程度保护客户投资。

全球自动化运维：除了对初始投资和发电量的关注，随着电站存量规模的增加，电站分布范围越来越广，25年寿命周期内的电站运维的重要性逐步提高。智能光伏电站解决方案借助数字化光伏电站平台，提供面向全球的、一体化的，全流程的自动化管理和运维手段，提升运维效率，降低运维成本，使全球化海量运维成为可能，充分发挥规模运营效应。

通过全数字化电站、让电站更简单、自动化运维等创新理念，打造“智能、高效、安全、可靠”的智能光伏电站解决方案，最终实现电站持有和运营客户的价值最大化。智能光伏电站解决方案的技术特点与客户价值 相比传统的以集中式大机为代表的电站，智能光伏电站具有不增加系统投资，更高的投资收益率和可用度等一系列优势，具体表现在以下几个方面：

1、不增加初始投资。智能光伏电站由于采用简洁化设计，无直流汇流箱和直流配电柜，无土建机房，部件安装简单等特点，初始投资成本不高于传统光伏电站。同时，由于智能光伏控制器（组串式逆变器）体积小、重量轻、标准化，可以通过自动化流水线进行大规模制造，人工成本占比较小，具有明显的规模优势。

2、智能光伏电站的内部收益率IRR相比传统电站提升3%以上。由于采用多路MPPT、多峰跟踪等先进技术，有效降低了组件衰减、阴影遮挡、施工安装不一致、地形不一致、直流压降等光伏阵列损失的影响，系统PR（Performance Ratio）值达到82%以上，相比传统方案平均发电量提升5%以上，内部收益率IRR提升3%以上。3、25年的系统可靠运行免维护设计。智能控制器采用IP65防护等级，实现内外部的环境隔离，使器件保持在稳定的运行环境中，降低温度、风沙、盐雾等外部环境对器件寿命的影响；系统无易损部件，无熔丝、风扇等需定期更换器件，实现系统免维护；借鉴华为通信基站产品全球海量发货及部署的设计和质量管理经验，从器件到系统实现25年可靠性设计及寿命仿真，加上严格的验证测试，保证系统部件在整个生命周期内无需更换，可靠经济运行。

4、光伏电站装机容量的实际利用率高。智能光伏电站年平均故障次数少30%，系统故障对发电量的影响只有传统方案的十分之一，质保期外的维护成本只有传统方案的五分之一。传统的光伏电站本质上是一个串联系统，直流汇流箱、直流配电柜、机房散热及辅助源供电设备、逆变器大机等任何一个部件的故障均会造成部分或者全部光伏整列发电损失，由于需要专业人员维护，修复周期长，成本高。而智能光伏电站结构简单，本质上是一个分布式的并联系统，单台逆变器的故障不影响其它设备运行，而且由于体积小、重量轻、现场整机备件，易安装维护，大大提升了系统的可用度。

5、组串级的智能监控及多路MPPT跟踪技术，确保电站“可视、可信、可管、可控”。智能光伏电站对输入的每一路组串进行独立的电压电流检测，检测精度是传统智能汇流箱方案的10倍以上，为准确定位组串故障，提高运维效率奠定了基础。多路MPPT技术，降低遮挡、灰尘、组串失配的影响，平坦地形下发电量提升5%以上；在屋顶、山地电站中降低不同朝向、阴影遮挡的影响，发电量提升8-10%；与跟踪系统的配合使用，跟踪控制与控制器集成，能够实现对支架的独立跟踪，提升发电量，智能控制器和跟踪支架成为最佳的伴侣。

6、智能光伏电站“可升级、可演进”。当组件技术进步，运行环境发生变化时，利用智能控制器的软件可远程在线升级，后向兼容设计等特性，无需更换网上运行设备，通过算法升级就能够享受最新的技术成果，最大化复用现有设备。

7、智能主动电网自适应技术实现电网友好。利用智能控制器的高速处理能力、高采样和控制频率、控制算法等优势，主动适应电网的变化，更好实现多机并联控制，更佳的并网谐波质量，更好地满足电网接入要求，提高在恶劣电网环境下的适应能力。

8、主动安全。降低直流传输的距离，实现主动安全。直流的安全传输与防护是重点，也是难点。智能光伏电站采用无直流汇流设计，组串输出的直流电直接进入逆变器逆变为交流电进行远距离传输，主动规避直流传输带来的安全和防护问题，降低直流拉弧带来的安全隐患，使电站更加安全。

9、安全规避PID效应。PID导致的组件功率衰减会极大的影响投资收益，通过智能控制器自动检测组件电势，主动调整系统工作电压，使电池板负极无需接地的情况下，实现对地正压，有效规避PID效应；由于电池板负极无需接地，加上逆变器内部的残余电流监测电路，能够在检测到漏电流大于30毫安的情况下，150ms内切断电路，实现了主动安全。

10、智能高效运维。全球化、分层部署的电站管理与运维系统，使部署在不同位置的电站在逻辑上当做一个电站进行管理。总部能够全局掌握各个电站的运行情况和收益对比，为考核及管理改进奠定基础。分布在各地的电站，可通过无人机实施大范围的巡检，一线人员通过定制化的运维智能终端，实现与总部专家运维团队的视频、语音、位置与故障信息的实时互动，实现前后方远程协同运维，降低一线运维人员的技能要求，最大化的复用总部专家资源，实现人员的最优化配置，提高系统的维护效率。

11、大数据分析引擎和专家运维系统的引入，及时发现潜在缺陷，挖掘收益提升空间。通过数据实时采集、云存储和在线专家分析系统，电站可自动体检，给出基于收益最大化的维护建议，如清洗建议、部件更换和维护建议等，实现预防性维护；积累长期运营数据，综合分析自然环境，如温度、辐照量等环境因素，通过对智能控制单元算法在线调整或软件升级，使电站在不同环境下系统部件运行在最佳匹配状态，实现收益的最大化。

智能电站调研报告 篇6

电力系统无人值守变电站智能视频监控方案

分布在各地的变电所（站）作为电力传输的重要环节，由于无人值守，重要设备经常被盗窃或破坏，给整个电网的安全运行造成重大隐患，确保各变电所（站）的安全运行非常重要。变电站目前采用的监控系统是基于灯光控制器、云台控制器、视频切换器、数字图像编码器、视频服务器等构成的系统，各变电所的图像信息通过电力专网（E1）上传到监控中心，可以实现现场图像实时浏览和外设控制功能。

变电站监控系统采用传统视频监控技术和红外探测技术，在实际应用中都会产生大量的漏报警和误报警，需要人工进行判别处理，延误处警时机。

代理澳大利亚IQ智能视频分析服务器系列，利用先进的模式识别和人工智能技术，能够实现重要区域的入侵检测、物品盗移和滞留检测，并实时提供预警和现场报警等有用信息，适合各种复杂环境下的安保视频监控。

本方案为解决变电站因数量众多且无人值守的管理难度而提出的机器视觉智能化解决方案。

变电站监控对象主要分为室内和室外两部分，室内主要针对破门或强行开门而入，对室内的各类设施进行偷盗和破坏；室外主要是防范变压器铜芯等设施被偷盗和破坏。防止进入危险区域也是变电站监控的重要目标。此外，变电站的维护也需要有效监控，维护人员进入变电站，需要留下现场证据作为主管部门或科室的备案资料。

具体来说，系统需求主要包括如下几个方面：

1.防止室外的变压器等设备被盗或被破坏。

2.防止人或大型动物进入危险区。

3.防止室内的重要设备被盗或被破坏。

4.大大提高报警的准确率，减少误报率；

5.极大的减少甚至消除漏报警；

6.事件发生前提供实时预警；

7.事件发生时提供现场报警并及时通知监控中心；

8.保留事件现场有力证据。

智能视频分析产品针对此类需求提供了全面的解决方案，该产品自动进行运动目标检测、识别和跟踪，并根据预先设定的监控规则进行智能分析和判断，对可能发生的安全事件及时预警，一旦确定事件发生，立即触发现场报警并及时通知中心和保留现场证据，以最快和最佳的方式向用户提供现场信息（包括视频流、抓拍图片等）。

http:// 深圳市华天成科技有限公司

此外，该产品具有自学习能力，能够快速适应现场环境变化，较之传统视频监控系统，可以大大的减少误报和漏报。

一、方案描述

本方案在原有电力变电站监控系统的基础上，在前端变电站增加智能视频分析服务器，在中心运行管理所增加报警管理平台。整个系统利用智能视频分析服务器在前端进行实时视频检测，运行管理所的监控人员可以利用报警管理平台进行报警管理和现场证据收集。

主要功能以及实现方式如下：

1.变电所室外重点区域：对变电所周界进行入侵检测。一旦发现有人在监控区域外围徘徊、滞留等行为时，及时预警；一旦确认有人进入监控区域时，及时报警并上传到监控中心。

2.变电所室内：对室内门口区域进行入侵检测。一旦确认有人进入监控区域时，及时报警并上传到监控中心。

3.在监控中心运行管理所设置报警管理平台，对前端变电站放置的智能视频分析服务器进行规则管理，对上传的报警信息进行存储和分类。

本系统无需改动原有的电力变电站监控系统，只需要把原有的监控摄像机信号源分出2路，其中一路视频接入智能视频分析服务器，即在现有监控系统基础上可以实现迅速，平滑的升级为智能视频监控系统。

在前端变电站，智能视频分析服务器根据预设的规则处理摄像机输入的视频图像，对可疑目标进行自动跟踪和预警，一旦确定目标违反预设规则，立即触发现场告警，并通过电力专网传输现场报警信息到运行管理所,管理所的报警管理平台收到报警消息后通过视频弹出，声音提示+文字提示3种方式提醒监控人员。新系统可通过原有平台进行实时视频浏览，同时实现了人员入侵实时报警及抓拍, 解决了现有监控系统报警准确率低和误报率较高的问题，仅以较小的存储资源来保存报警发生时的实时抓图，极大提高了监控管理效率。

二、功能描述

本方案主要目的是提高变电站监控系统的智能化水平，为监控中心提供准确可靠的报警并尽量减少漏报，并及时提供和保留报警现场证据。

本系统主要功能为：

1.运动目标检测、识别和跟踪

目标检测是指检测出监控区域的各个运动目标；目标识别是指对监控区域的运动目标进行识别，识别出人、车和其它物体；目标跟踪是通过对运动目标的轨迹定位来描述其运动。目标检测、识别和跟踪是智能视觉分析的前提。

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2.绊线穿越检测 深圳市华天成科技有限公司

绊线穿越检测支持单向或双向穿越单条或多条绊线的行为，每一条绊线可以指定穿越绊线的方向（单向或双向）。

3.区域入侵检测

区域入侵检测支持各种独立入侵或联合入侵的人、车或其它目标，支持设定8个任意形状的防区，多个防区位置可以重叠，互不影响。

4.物品防盗检测

物品防盗检测是指自动检测出监控防区内被搬移的物品并自动发出报警，支持被搬移时及时报警和被搬移一段时间未放回时报警。

三、系统功能特点

1.提高监控系统报警的准确率。现有监控系统在变电站采用多种探测器检测报警，极易受到各种环境变化和电磁干扰产生误报。深圳市华天成科技智能视频分析产品利用先进的视频分析技术，从视频的角度分析现场状况，大大提高报警的准确率。

2.减少监控系统报警的漏报率。运行管理所的监控人员选择性的监视某些视频，自然会丢掉其它视频信息，产生大量漏报。本系统利用先进的视频分析技术，可以在复杂环境下识别监控区域的运动目标，大大减少漏报警事件。

3.及时提供预警。现有系统的红外双鉴系统、电子围栏和各种探测器不能进行现场分析，因此无法预警。本系统可以对运动目标进行跟踪和分析，对潜在的威胁及时预警。

4.及时上传并保留报警现场证据。现有系统的红外双鉴系统、电子围栏和各种探测器，只能检测事件和提供报警，无法提供现场信息；编码器无法判断报警事件；监控中心选择存储录像，也不能确保存储现场证据。本系统在检测到报警事件后，及时上传报警现场信息并保存在报警管理平台，以便查证。

四、方案优势

变电站监控系统智能化升级后，既保留了原有系统的功能；又可以及时准确地提供现场报警信息。该方案的优势主要表现在如下方面：

1.提高现有监控系统的安全系数。现有监控系统利用探测器探测目标，监控人员选择实时监控部分图像，监控过程中存在大量的安全漏洞。升级后的系统利用先进的智能视觉分析技术，安全系数大大提高。

2.提高现有监控系统的监控效率。现有监控系统的安保人员紧盯屏幕，时间越长效率越低。升级后系统主要利用机器监控，24小时始终高效。安宝人员不需紧盯屏幕，只需处理报警事件，工作量大大减少，监控效率明显提高。

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智能电站调研报告 篇7

关键词：智能电网,智能变电站,架构研究

引言

未来电网的发展趋势是智能电网,具有高度集成性、安全性、协调性、高效性、交互性等功能,它也是自动化管理、需求响应控制、实时监控与自协调等于一体的强大电网。而变电站作为电力网络的“中继”、“续航”的节点,能够起到连接线路、补偿损耗等作用,是获得电网运行状态及相关信息的关键来源,是电网运行管理的“中节点”;除此之外,它也是广域传输、保护的支撑力量。所以说,推动变电站的智能化建设是构筑智能电网的关键内容之一[1]。

1 智能电网中智能电力设备

要想更有效地达成智能变电站的自动化、协调性及高效性,必须从信息交换的时效性、运行操作的自动化、数字控制的协调性等内容出发[2]。在这当中,设备的集成与智能化是最为重要的手段之一。

1.1 智能电力变压器

以前电力部门对于变压器要进行大规模的定期停电检修,但仅仅是以时间周期为依据进行检修;目前已经改变停电检修工程,实施带电维护,因为工业运行时,停电将带来巨大影响。

电力部门想要在电网运行状态中,获取更加准确、全面、及时的信息,搜集到更多有效信息,对线路中的变压器就需要实时监控、在线诊断以及遥控和遥感等技术的支持,这给变压器的状态检修工作带来了便利。然而,目前还存在很多问题,如参数不全、标准不统一、兼容性不高等[3]。

设计、制造电力变压器的环节中,前期系统方案规划非常关键。全系统要协调运行,信息标准要统一,运行状态的定义要规范,给设备提供二次保护、网上监测与诊断服务的传感器件要明确指标。除此之外,还需要为其配备统一化的光纤以太网接口,借助站内光纤局域网和站控层实现通信功能,包括分接头的控制、以负荷为基础的冷却控制系统、负载自适应保护及远程监控等。目的是为了达到电网中的相关设备高度融合,并且拥有状态检测、诊断、管理等功能的目的。

1.2 智能断路器

智能断路器定义是在现有断路器的前提下引进智能控制单元,其由信息收集、智能辨别以及调控装置三个单元模块组成,令断路器设备可以在不借助站控层控制系统的前提下,独立完成某些功能,还能够实现断路器的智能监视功能。

现阶段,世界各大开关制造商积极研发断路器智能化的关键技术,目的是更好地实现断路器的智能操作和实时状态检测等功能。近期不断推出有关智能断路器的技术,如ABB高压技术公司新推出的插接式开关系统PASS,日本三菱电机研发的550KV开关产品MITS,以及西门子的HIS等。

但是,在智能断路器的研究开发环节中,二次保护设备以及智能监测设备的开发通常为独立于断路器制造之外进行的。例如,我国广东地区500KV的MITS系统,它的二次保护配置是从南瑞继保、北京四方厂家提供的。要想更好地满足智能电网的发展需求,就必须提升智能断路器的集成化程度,也就是说把断路器和二次设备进行重组,同时经由统一的以太网接口和其余智能单元进行通信。

1.3 智能FACTS设备

尽管电力系统智能运营带来了不少优势,但也出现了像潮流控制、稳定性不强、电网协调性差等各种各样的难题。引进FACTS技术,即通过在电力系统中加装电力电子装置,增强电压、电流和功率的可控性,增大电力传输能力的技术。根据相关研究显示:FACTS技术是解决电力系统动态特性不稳定的关键性技术。在各个变电站里配备FACTS设备除了能够优化系统潮流问题外,还能够在出现意外事故的时候保持电力系统的完整性,是广域保护的关键构成部分之一。

2 智能变电站的基本架构分析

2.1 以智能电力设备为基础的变电站体系

面向智能化电力装置的智能变电站依然采用分层分布式结构,但是在一二次电力装置高度集成的前提下,完成过程层和间隔层的融合,那么变电站可被分成智能设备层及站控层两个方面。如图1所示,装置间和过程层同站控层间的通讯借助统一化的光纤以太网来完成:

图2中显示的为简单的变压器间隔,能够更为形象地反映出集成化智能变电站的结构,特别IID与一次设备的高度集成组成了智能装置单元。显而易见的,选取集成化智能电力装置令变电站的结构体系更加明了清晰。变电站的一次结构同二次系统的结合推动了自动化变电过程中间隔层和过程层的融合,把智能变电站分成了变电站层与智能设备层两部分,有助于达到变电站的自动化及功能自治,同时有助于电力设施的监测和诊断;广域通信变得更加迅速,稳定性、协调性更加良好,这就在很大程度上提升了智能电网的稳定性和自治功能。

2.2 智能变电站的组网模式分析

一些专家学者提出了以下两种变电站的组网措施,即独立的变电站总线与合并的变电站总线、过程总线。过程总线的主要优势在于间隔层内的IED仅需一套以太网接口,基本架构更加简便并且方便维护。该作笔者认为智能电力装置有助于实现一次设备及二次设备的集成,同时配置统一化的光纤以太网接口,站内借助构筑局域网的方式来连接各个智能单元及站控层单元。这种组网方式和过程总线相像,此外因过程层及间隔层的融合,令在线架构更加简单,有效地加快了新设备的入网效率,减少了网络维护成本。但是,这一形式的弊端就是很可能造成安全隐患或网络资源的争抢。

3 智能变电站平台的搭建

在工业化与信息化深度融合进程中,电网信息系统的基本情况以及出现的缺陷,一般表现为信息格式及通讯协议的不统一,即标准化工作滞后;信息具有不协调性和重复分散的特点,信息编码不统一;信息传送接口的定义不一致,导致互联互通有困难等。智能电网信息系统实行自动化、规范化、标准化具有重要意义[4,5]。

3.1 统一、规范的信息平台

作为智能电网的节点,智能变电站同时也是智能电网进行电能传导的重要枢纽,相关信息的获得渠道。所以说,建立一体化、规范化、自动化的智能变电站信息平台是构建智能变电站过程中不可替代的关键环节之一,其将会成为智能变电站甚至整个智能电网运行、管理和分析的核心。但是,一切站内以及电网的网络稳定分析和稳定控制策略均可作为以这种自动化信息平台为基础的高级应用。

智能变电站的一二次设备的高度集成化给电网信息平台的搭建提供了十分便利的条件。上述内容中提到的一切智能电力设备均配置了统一化的以太网接口,各种装置的信息以及基本状态信息都借助站内高速光纤网传输到站控层,进一步完成了信息传送过程中通信接口标准化、统一化的目的。

3.2 实现数字化、智能化控制

自动化、信息化的发展进程是一项工程。专家提出了建立规范化的信息平台,电网当中各类自动化、控制、状态编码等信息都拥有统一时标并完成存储格式的标准化,才能保障所有信息在智能电网的各个节点中可以顺畅流通,同时为各个功能系统无差别地辨别使用。这是智能变电站甚至整个智能电网发展的基本保证。如果考虑到变电站站内数字化系统数据交换类型的多样性(如预警通知、控制命令、保护闸消息、设备状态数据等),便无法仅仅借助某一种形式来进行规范。所以说,应当掌握目前的基本情况,对智能电力设备进行适当的分类,同时借助相关技术的有力支持,设定科学、系统、完善的电力信息标准。

4 结束语

综上所述,本文主要从智能电力设备的概述、智能变电站的基本架构以及智能变电站的信息平台搭建三个方面进行了论述。我们可以得出作如下结论:首先,一二次系统高度集成的智能电力设备实现了系统的交互性,完成了产业结构的调整升级;其次,基于智能化电力设备的智能变电站完成了过程层及间隔层的融合,使整个架构体系更为明晰简易。另外,建立数字化的信息平台是智能变电站建设过程中最为关键的一个环节。

参考文献

[1]张虹.基于一体化信息平台的数字化变电站[J].电工技术,2008,10:13-15.

[2]申屠刚.智能化变电站架构及标准化信息平台研究[D].浙江:浙江大学电机系,2010.

[3]李孟超,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,2010,38(18):59-62.

[4]钟金,郑睿敏,杨卫红.建设信息时代的智能电网[J].电网技术,2009,33(I3):I2-18.

智能变电站技术特点分析 篇8

关键词：智能变电站；技术特点；智能电网

作者简介：刘辉（1969-），男，重庆人，重庆市电力公司，高级工程师。（重庆400010）蒋晔（1969-），男，重庆人，深圳市国电南思系统控制有限公司，高级工程師。（广东深圳518057）

中图分类号：TM63     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）09-0139-01

在现代大型的输电网中，高电压等级的变电站中集成了大部分的传感器等一次电气设备及相关的测量、保护等二次电气设备。智能变电站是对智能电网发、输、变、配、用及核心的调度环节进行衔接的关键部分，在智能电网中，智能变电站将起到变换和分配电能的核心作用，在智能变电站端进行潮流和电压的控制将是智能电网控制的重要手段，同时智能变电站也汇集了业务信息等信息流向，因此其是建设以特高压为骨干的智能电网的核心和枢纽。智能变电站技术的应用对智能电网的发展具有重要的意义，本文对智能变电站及其技术特点进行了分析。

一、智能变电站及其定义

智能电网中的智能化变电站是采用先进的、可靠的、节能的、环保的、集成的设备组合而成的，以高速网络通信的平台为信息传输的基础，自动地完成信息的采集功能、测量功能、控制功能、保护功能、计量功能和监测功能等基本功能，并可根据需要支持电网产时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级应用功能。

智能化变电站的特点是通过采用先进的电子式传感器、电子、信息、通信、控制、人工智能等技术，以智能化的一次设备和统一的信息平台为基础，实现变电站的实时全景监测、自动运行控制、设备状态的检修、运行状态的自适应、智能分析决策等功能，对智能电网进行安全状态评估、预警和控制，优化智能系统的运行，实现新能源的实时接入和退出，并与调度中心、电源及相关变电站能够协同互动提供支撑。

二、智能化变电站与数字化变电站的区别

数字化变电站技术与智能化变电站技术的区别主要体现在智能化变电站的智能设备和智能功能上，智能变电站在数字化变电站的基础上，实现了诸多智能功能，具有更多的智能特征，如智能变电站可实现监控管理的一体化，充分利用大量的数字信息来完成一些分布功能、自动控制功能。智能变电站是数字化变电站的更进一步推进，从本质上讲，数字化变电站实现了变电站内一、二次设备的数字化，而智能变电站实现了变电站内一、二次设备的智能化，管理的自动化和监控、操作的人工神经智能化。智能变电站和数字化变电站的主要区别体现在以下几个方面：

（1）智能变电站一次设备状态监视与一次设备智能化。采用状态监视智能组件和传感器与一次设备组合，实现一次设备状态监测；采用测量、控制、状态监测等智能组件与主设备就地安装，实现一次设备智能化。

（2）一体化的信息平台、智能高级应用功能。建立变电站全景数据统一信息平台，实现设备状态可视化、智能告警及分析决策、远端维护、顺序控制功能，也可选配故障信息综合分析决策、站域控制及大用户等外部系统互动等功能。

（3）信息建模和通信的标准化。站控层、间隔层设备实现通信协议标准化，取消协议互换设备；间隔层设备与过程层设备采用电缆直接连接。辅助系统相关信息可以通过智能接口机按标准建立相应数据模型，接入统一的信息平台。

（4）辅助系统智能化。实现视频监视、安防系统、环境监视系统智能化，全站电源一体化设计，并将辅助系统告警信号、测量数据通过站内智能接口机转换为标准模型数据后，接入一体化信息平台，视频监控可与站内监控系统在设备操作、事故处理时给予GOOSE信息协同联动。

三、智能化变电站的模式

为了尽快实现智能化变电站的智能化的性能，智能化变电站所应具有的结构特点是：同综合自动化变电站一样，以面向对象设计为主，面向功能设计为辅，采用按对象设计的分层分布式模式，通信以以太网为主，现场总线和串口通信为辅，全开放式，所有智能电子设备通信接入。各智能单元及网络、监控后台基于IEC61850设计，以适应未来技术的进一步发展。

1.智能变电站的架构

智能化变电站的系统层面将面向全站或数个一次电气设备的相关信息，通过智能化的组件获取并综合处理，协调完成智能化变电站中相关联智能设备的综合信息，以智能化变电站和智能电网的安全稳定运行要求为指导，协调控制各个电气设备层以同时完成多种功能。电气设备层主要包括智能的一次设备、合并单元、智能终端等智能组件，其主要的功能是完成实时的运行电气量等相关参数的采集、设备相关运行状态的监测和控制以及使电气二次设备执行相关命令等。

2.智能化变电站的结构模式

智能化变电站系统将在IEC61850的通信技术规范的基础上，以分层分布式为基准，最大限度地实现智能化变电站内的智能电气一次设备和智能电气二次设备间的信息共享性和互操作性。变电站自动化系统的结构在物理上可分为两类，即构架中的设备层和系统层，而在逻辑上可分为三层，根据IEC61850通信协议草案定义，这三个层次分别为过程层、间隔层和站控层。目前智能变电站设计模式主要有三种：

（1）基于站控层IEC61850模式。此模式与传统的变电站自动化系统类似，是采用IEC61850协议的过渡型数字化变电站。间隔层智能电子设备IED仍可被安装在间隔层设备上或集中组屏。过程单元与间隔单元之间的关系将保持原来的模式，IEC61850的衔接将在间隔层单元和智能变电站层单元间展开，按IEC61850标准进行设备建模和信息交换。

这种模式比较方便地解决了传统变电站中智能设备的互联及信息互操作问题，可以在不改变电气一次设备本体结构的前提下，实现一次设备的智能控制，实时性强且可靠性高，比现有的变电站数字化程度高。由于变电站智能设备的通信及功能被约束在IEC61850标准范围内，信息和通信符合国际标准，这使得整个通信系统中存在的每一个电气设备节点的信息量传输都将被标准化和常规化，具有理想的操作性，便于整个系统的维护和运行，系统的可扩充性能也将大幅度提高。相关二次电气设备会在现有的比较成熟的电气设备基础上完成改造，这就具有较高的实用性，特别适用于现阶段智能化变电站的推广和一些老站的改造。但其具有过程层仍是模拟信号设备，数字化不完整的缺点。

（2）基于传统互感器及过程层信息交换模式。这种模式在前一种模式的基础上将在线监测功能集成于一次设备本体，这就增加了网络信息交换过程中的信息量，但同时也利用了过程层进行网络信息的交换。可以利用单个间隔配置过程层的设备合并单元，在每个间隔内同时配置过程层的智能操作箱，这样就能将常规的一次电气设备的信息操作数字化和规范化，且与之相关的过程层智能电子的IED设备可以通过光纤以太网的对应间隔进行合并单元和智能操作箱的衔接。相关设备既可以采用点对点的方式连接，也可以采用网络总线的方式连接。这种模式的特点是用通信光缆代替了原来的基于传统的铜芯的电缆，建立了过程层的采样数据和被不同装置共享的通信数据，简化了接线的模式，使过程层的网络智能化。

（3）全信息交换的模式。这种模式是智能化开关设备的理想工作模式，这种工作模式最大的优点是采用先进的电子式互感器代替了原有的传统电磁互感器，由于电子式互感器的优势，这种工作模式必将在高压及超高压、特高压智能化变电站的发展中占据一席之地。

在现阶段前两种模式的实时性是很强的，根据相关的技术导则：对于传统的保护功能、测控功能、通信功能、状态监测功能与一次电气设备的集成，要充分考虑到传统的二次电气设备与一次电气设备融合的技术难度与复杂性，在现阶段，智能化技术尚未成熟，在变电站建设中仍然应是遥控装置与保护装置独立建设，状态监测的组件外挂在一次电气设备的附件中。现阶段的智能变电站试点工程的设备智能化宜尽量采用集成化的方案提出的设计思路和规范，而将来智能变电站大规模推广时，可采用不同的集成方案。

四、结论

智能化变电站建设是智能电网建设的重要组成部分，随着国家电网公司相关智能化变电站试点工程的建设实施，智能变电站相关的技术将逐步成熟，大规模智能变电站的建设已为期不远。加强智能变电站技术的研究，对建设坚强的智能电网有重要的意义。

参考文献：

[1]陈宏.智能变电站培训教材[M].北京:中国电力出版社,2010.

[2]钟连宏,梁异先.智能变电站技术与应用[M].北京:中国电力出版社,2010.

（责任编辑：刘辉）