智能变电站
设备检修 状态化
在线监测信息 平台
状态检修
数据交换 标准化
设备功能 集约化
设备接口 网络化
管理运维 互动化
统一建模 数据共享 调控一体化
一、二次融合
一体化信息 平台
功能集成整合
网络替代二次 电缆
展坚强智能电网发展规 控制和互动服务体系，关 间的互动性显著提高。
划工作，制定技术和管 键技术和装备实现重大突
理标准，开展关键技术
破和广泛应用。
研发和设备研制，开展
各环节的试点工作。
国内数字化应用情况
➢2005年起，国调中心组织多个厂家和检测单位成功进行 了6次IEC61850互操作试验。
➢华北和华东地区对数字化变电站研究和试点和推广力度比 较大。
智能化变电站概念
• 采用先进、可靠、集成、低 碳、环保的智能设备，以全 站信息数字化、通讯平台网 络化、信息共享标准化为基 本要求，自动完成信息采集、 测量、控制、保护、计量和 监控等基本功能，并根据需 要支持电网实时自动控制、 智能调节、在线分析决策、 协调互动等高级功能的变电 站，叫做智能化变电站 （Smart substation）
流
IED
件
输转 入换
数字化保护测控
智能终端
组组 件件
保护装置的辅助插件进行了前移
二次在线监测
站控层
工作站1
工作站2
远动站
智能变电站分层结构
基于IEC61850的计算机监控系统 基于IEC61850的嵌入式公用接口装置 基于IEC61850的保护信息子站 IEC61850系统集成组态软件
间隔层 过程层
装置1
合并器单元
ECVT
电子式互感器
以太网 IEC61850-8-1
装置n
智能接口
智能一次设备
光纤以太网 GOOSE +SMV
基于站控层IEC61850协议的成套继电 保护、测控装置 基于站控层IEC61850、GOOSE、SMV网 络接口的成套继电保护、测控装置 基于全站过程层网络信息共享接口的 集中式数字化保护及故障录波装置
• 通讯协议：61850协议；
• 检修方式：在线检修
传统变电站二次设备典型布置
CT 一
次 电
CT
流 CT
一
PT
次 电
PT
压 PT
二次电流
继电保护
小 CT PT
AD 转 换
CPU
继 电 器
输
二次电压 开关量
出
输入
开入量电缆 开出量电缆
断
路
控制和信号电缆
器
开关场
操作箱
集控室
智能变电站二次设备典型布置
• 1、第一批试点工程:
• 2、从2011年开始所有新立项的110kV及以上变电站均需 按智能站设计。
智能化变电站概念解析
• 一次设备智能化 ➢ 电子式互感器 ➢ 智能终端（过渡）→智能开关 ➢ 在线监测、状态检修 • 二次设备网络化
➢ MMS、GOOSE/SMV
• 设备对象模型化
➢ 一次设备对象 ➢ 二次设备功能模块
断 路 器
操作 回路
CPU
智能终端
开关场
GOOSE
集控室
传统变电站功能分布
A/D
端子箱
交
保开
流
护入
输 入
转 换
逻 辑
开 出
(CPU)
组组
组
件件
件
人机对话模件
微机保护测控装置
智能化变电站功能分布
一次设备智能化
保
SMV 光纤
护
逻 GOOSE
辑 光纤
开
(CPU) A/D
ECT
入
开
交
MU
人机对话模件
出 组
➢纯光学互感器、采样值数据的网络共享、IEEE1588网络对 时、网络报文监视分析等前沿技术在试点变电站工程中都有 不同程度的应用。
➢国网智能化变电站建设也开始逐步开展，在试点工程中实 现了一次设备状态的在线监测和分析、机器人智能巡检、一 体化信息台等。
➢目前国内智能变电站数量？
• 智能变电站作为统一坚强智能电网的重要基础和节点支撑, 是必不可少的建设内容。
发展历程
分三个阶段推进坚强智能电网的建设：
第三阶段
第一阶段
第二阶段 2011年～2015年
2016年～2020年
引领提升阶段，基本建 成坚强智能电网，使电
全面建设阶段，加快特高 网 的资 源配置 能力 、 安
2009年～2010年 压电网和城乡配电网建设 全 水 平 、 运 行 效 率 ， 以
规划试点阶段，重点开 ，初步形成智能电网运行 及 电 网 与 电 源 、 用 户 之
一
电流 线圈
AD
CPU
LED
次 电
电流 线圈
AD
CPU
LED
流
电流 线圈
AD
CPU
LED
一
分压 器
AD
CPU
LED
次 电 压
分压 器
AD
CPU
LED
分压 器
AD
CPU
LED
至母差、测控、电能表等
...
CPU
IEC60044-8 合并器 IEC61850-9-1
IEC61850-9-2
CPU 继电保护
智能化变电站基础知识
武汉市豪迈电力自动化技ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ有限责任公司
1 智能化变电站基本概念
提
2 智能变电站主要设备
3 智能化变电站解决方案
纲
4
光纤的基础知识
5 智能站运行与维护
智能化变电站基本概念
为什么有智能化变电站的发展？ 传统变电站有哪些缺陷？
• 传统互感器绝缘、饱和、谐振问题； • 长距离电缆的问题； • 通信协议的标准问题； • 检修方面的问题；
传统站和智能站的差异
传统站
• 网络结构：分为站控层和 间隔层；
• 传输介质：电缆；
• 一次设备：传统开关和基 于电磁感应原理的CT；
• 通讯协议：网络（串口） 103协议
• 检修方式：离线检修
智能站
• 网络结构：站控层、间隔 层、过程层；
• 传输介质：光纤以及少量 电缆；
• 一次设备：智能开关和电 子式互感器；
（智能终端）来执行。 – 更多的通讯接口、更高的数据处理能力 – 保护装置 保护系统
与传统微机保护的差异
• 保护方面 – 保护功能、原理和配置基本上保持一致 – 保护配置有一定的集成倾向 – 单间隔保护有下放就地的倾向 – 由于信息的丰富，不排除衍生出新的保护原理（站域 保护、暂态保护、某些新原理） – 过程层采样同步(采样点插值同步、时标同步) – 针对性的算法优化和容错（采样值品质字、双AD、 丢帧等处理） – 原来的规程、规范继续适用，但需根据数字化变电站 做些适用性调整
罗氏线圈原理电子式互感器(ECT、EVT) 光学原理电子式互感器（OCT、OVT） 智能一次设备 合并单元 智能终端
基于IEC61850体系站控层、间隔层、过程层设备及系统
对比
与传统微机保护的差异
• 硬件方面
– 没有了AD变换，代之以高速数据接口；采集由合并单元来完成。 – 没有了开入开出；保护装置发布命令，操作由一次智能设备