智能变电站自动化系统

智能变电站自动化系统

1 智能变电站简介

智能变电站作为智能电网的物理基础，同时作为高级调度中心的信息采集和命令执行单元，是智能电网的重要组成部分。作为智能电网当中的一个重要节点，智能变电站以变电站一、二次设备为数字化对象，以高速网络通信平台为基础，通过对数字化信息进行标准化，实现站内外信息共享和互操作，并以网络数据为基础，实现测量监视、控制保护、信息管理等自动化功能的变电站。智能变电站既是下一代变电站的发展方向，又是建设智能电网的物理基础和要求。为了实现智能化电网的目标，智能变电站的研究和建设具有重要的意义。

1.1智能变电站的特点及功能

随着智能电网的提出和建立，变电站将由数字化演变为智能化，更突出“智能”的特点。智能化变电站在数字化变电站的基础之上，赋予了以下十二个“智能特征”或“智能化功能”。

1.1.1 一次设备智能化

与数字化变电站描述的一次设备智能化相比，智能变电站加大了一次设备信息化，可监测更多自身状态信息，也可通过网络获知系统及其他设备的运行状态等信息。自动化程度更高，具有比常规自动化设备更多、更复杂的自动化功能。具备互动化能力，与上级监控设备、系统及相关设备、调度及用户等及时交换信息，分布协同操作。

1.1.2 信息建模统一化

除了基于 IEC61850 标准的建模外，智能变电站能实时监测辖区电网的运行状态，自动辨识设备和网络模型，从而为控制中心提供决策依据。

1.1.3 数据采集全景化

智能变电站利用对时系统，同步区域和站内时钟，完善和标准化站内设备的静态和动态信息模型，向智能电网提供统一断面的全景数据。采用新型传感技术、同步测量技术、状态检测技术等逐步提高数字化程度，逐步实现潮流数据的精确时标，实时信息共享、支撑电网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。

1.1.4 设备检修状态化

全面采集能够反映系统主设备运行的电脉冲、气体生成物、局部过热等各种特征量。智能变电站配置用于监测系统主设备的传感器，或者由智能一次设备直接提供其功能。利用 DL/T860 提供的建模方法，建立设备状态检修的信息模型，构建具备较为可靠实用的状态监测预警算法和机制、支撑状态检修实践的专家系统。

1.1.5 控制操作自动化

程序化操作。智能变电站具备程序化操作功能，除站内的一键触发，还可接收和执行监控中心、调度中心和当地后台系统发出的操作指令，自动完成相关运行方式变化要求的设备操作。程序化操作具备直观的图形界面，在站层和远端均可实现可视化的闭环控制和安全校验，且能适应不同的主接线和不同的运行方式，满足无人值班及区域监控中心站管理模式的要求。

1.1.6 事故处理智能化

（1）智能告警及分析决策。对全站告警信息进行综合分类，实现全站信息的分类告警功能。

（2）智能告警策略。包含信号的过滤及报警显示方案、告警信号的逻辑关联、推理技术和事故及异常处理方案。预告信号以故障常态为信号触发状态，瞬时中间信号做过滤处理。正常操作引起的预告信号做过滤处理。

（3）故障分析与辅助决策。

（4）电能质量评估与决策。基于变电站电能质量监测系统，实现电能质量分析与决策的功能，为电能质量的评估和治理提供依据与决策。

1.1.7 保护控制协同化

（1）站域保护

在变电站内基本的控制与保护手段保留的前提下，建设站域保护，其要求是：保证继电保护的四性原则、主/后备原则、近/远后备原则。站域保护宜全方位地综合利用全站信息来提高保护性能，且适应变电站的各种运行方式和变电站分阶段建设的模式。站域保护实现全站的快速且有选择性的后备保护。既可以综合利用变电站内各侧的电压和/或电流关系对各侧的故障进行定位以实现全站的快速后备保护，也可以在原有后备保护的基础上根据与之配合的主保护或者后备保护的动作情况来缩短该后备保护的延时。

（2）电网运行状态自适应

智能变电站应具有与相关变电站之间实时传送继电保护、备用电源自动投入装置等信息，实现智能电网的协调运行。根据站内收集和站间交换的信息以及调度中心的指令，识别并自适应电网的运行状态。在电网正常运行状态下，综合利用 FACTS、变压器调压、无功补偿设备投切等手段，控制和优化潮流分配，提高输送能力和运行效率。在电网紧急运行状态下，与相邻变电站和调度中心协调配合，动态改变继电保护和稳定控制的策略和参数，适应电网拓扑和潮流分布的改变，扩展运行边界，提高实际可用稳定裕度，保障电网稳定运行。

1.1.8 变电站运行管理安全经济化

（1）具有站内状态估计功能。宜具有辨识变电站内拓扑错误（数字量）和坏数据（模拟量）的功能，将拓扑错误和坏数据解决在变电站内，获得高可靠的拓扑结构、高精度的母线复电压和支路复电流熟数据，保证基础数据的正确性及满足智能电网快速状态估计的要求。

（2）经济运行与优化控制。在站内配置无功电压控制设备，配合自动电压控制系统，利用智能变电站先进的通信手段采集多方数据，监视电网的无功状态，运用先进的数学模型、信息模型，从基于电网的角度对广域分散的电网无功装置进行协调优化控制。实现降低网损、提高电压合格率、改善电能质量，达到系统安全经济运行和优化控制的目的。

（3）安全状态评估/预警/控制。智能变电站为不同调度层面在线安全稳定防御系统提供信息交互接口，为在线安全状态评估系统提供实时可靠的信息，以便其进行实时在线评估、预警和控制，实现智能电网预防控制和紧急控制的协调。

（4）资产（设备）全寿命周期管理。智能变电站支持设备信息和运行维护策略与调度中心实现全面互动，实现基于状态的全寿命周期管理。通过建立精益化的评估体系，从资产全寿命周期的安全、效能和成本角度，逐步建立全寿命周期综合优化管理体系，提供综合最优的资产投资、运行维护和资产处置方案，提

高变电站运行的安全性，为规划、生产、管理等一系列工作提供智能辅助决策支持。

（5）在数据源头维护，实现数据的唯一性及维护的方便性。

1.1.9 大规模可再生能源接入即插即用化

智能变电站支持电源与调度中心全面互动，实现电源与电网的高度协调。1.1.10 用户管理互动化

智能变电站具有向大用户实时传送电价、电量、电能质量及电网负荷信息的功能，支持电力交易的有效开展，实现资源的优化配置；激励电力市场主体参与电网安全管理，从而实现智能电网各环节的协调运行。

1.1.11 防灾减灾安全化

智能变电站配置灾害防范、安全防范子系统，留有与“电网防灾减灾与应急指挥信息系统”的通信接口，为各种自然灾害和突发事件的监测、预测、预警提供有效信息和判据，为指挥相关部门的应急联动提供决策依据。

1.1.12 通信网路安全化

在数字化变电站工程实践中，站内实现通信网络安全措施。而在智能化变电站中，能够实现站内、站间的通信网络安全措施管理。

1.2智能变电站的系统结构

按IEC61850标准将智能变电站系统从功能上划分为变电站层、间隔层和过程层三部分组成，并通过分层、分布、开放式网络系统实现连接（如图1所示）。

图1智能变电站二层两网结构

（1）过程层

该层直接和一次设备的传感器信号、状态信号接口和执行器相接，该层设备可以和一次设备一起实现就地现场安装，通过合并单元MU和智能单元实现电力一次设备工作状态和设备属性的数字化，过程层设备通过过程层总线和间隔层设备相连，并通过GPS授时信号产生系统同步时钟信号。

（2）间隔层

间隔层设备主要实现保护和监控功能，并实现相关的控制闭锁和间隔级信息的人机交互功能，间隔层设备可以通过间隔层总线实现设备间相互对话机制，间隔层设备可以集中组屏或就地下放。

（3）变电站层

变电站层设备包括变电站就地操作后台系统、外部数据交互接口（控制中心数据转发、保护信息管理系统数据接口、设备管理系统）和通用功能服务等。通用功能服务模块通过间隔层设备传送来的信息实现变电站级跨间隔的控制服务，如变电站防误闭锁功能、电压无功控制，也可接收来自控制中心的命令实现区域系统防误操作、区域安全稳定控制和区域电压无功优化控制等功能。

1.3智能变电站通信网络

在逻辑层次上，智能变电站通过过程层网络和变电站层网络连接过程层、间隔层和变电站层设备。

（1）变电站层网络

功能和结构与传统变电站的监控网络基本类似，依靠 MMS/GOOSE 进行通信，实现全站信息的汇总及防误闭锁等功能。

（2）过程层网络

过程层网络分为SMV采样值网络和GOOSE网络。前者的主要功能是实现电流、电压交流量的上传；后者的主要功能是实现开关量的上传及分合闸控制量的下行。

过程层通信网络上的数据流按照功能的不同可划分为：①合并单元(merging unit，MU)向智能电子设备(intelligent electronic device，IED)周期性发送的采样值(sampled values，SAV)报文；②智能开关柜(intelligent switchgear，ISG)向IED周期性发送的面向通用对象的变电站事件(generic object oriented substation event，GOOSE)报文，即开关量输入报文；③IED向ISG发送的GOOSE 报文，即开关量输出报文，包括开关分合、设备投退、分接头调整、档位切换等；

④简单网络时间协议(simple network time protocol，SNTP)或IEEE1588时间同步报文。

1.4智能变电站面临问题

智能变电站实现以上功能在技术上还有赖于以下关键问题的解决。

1.4.1 动态数据处理

动态数据处理系统是变电站的运行神经枢纽。数字化带来了丰富的数据源，为监控变电站的运行工况，保证系统安全运行和快速处理故障提供了更多的依据。因此，如何对变电站数据进行实时有效动态处理，关系到监控管理系统的智能化决策机制，是保证电网安全稳定运行重要依据。

1.4.2 高精度时钟同步技术

为了保证信息数据的完整性和实时性、可靠性，实现各个采集控制单元的同步采样，实时输出同步的相量数据，传统变电站的对时模式及原理已经不适应和不能满足智能变电站对时钟精度的要求。基于 IEEE1588 对时系统的开发迫在眉睫。

1.4.3 智能化一次设备的研究

智能化一次设备是智能变电站的重要组成部分，开发满足智能变电站的一次设备是实现智能变电站的关键所在。国内研究智能化一次设备的厂家起步较晚，基础薄弱。国内大部分电力设备供应商还不具备提供智能化一次设备的技术和能力，产业链的构造还需要一定的周期，给智能化一次设备的发展带来了桎梏。1.4.4 实时网络通信技术

智能变电站大量采用以太网网络通信技术。如何减少数据碰撞，提高数据传输的实时性、可靠性、安全性等是需要进一步研究的内容。

2智能变电站应用实例——河滨220kV智能变电站

2.1河滨220kV智能变电站的网络结构及功能特点

河滨220kV变电站严格按照国网规范要求，全站应用IEC61850标准，采用“三层两网”结构设计。变电站自动化系统在功能上划分为站控层、间隔层和过程层3个层次。通过“两网”，即运用制造报文规范(Manufacturing Message Specification，MMS)技术组网，并应用于站控层和间隔层间通信的MMS网；运用通用面向变电站事件对象(Generic Object Oriented Substation Events，GOOSE)技术组网，并应用于过程层和间隔层间通信的GOOSE网，把3个逻辑层次联系起来，如图2所示。

本文以河滨220 kV变电站220kV部分为例进行说明，其他电压等级功能相通。

图2河滨220 kV变电站自动化系统构成

2.1.1过程层主要设备

过程层功能指与过程接口的全部功能，装置典型是与远方过程接口，如与过程总线连接的输入/输出(Input/Output，I/O)、智能传感器和控制器等。过程层是随着一、二次设备技术和网络技术的发展而出现的，在传统站内不具备这一逻辑分层。过程层设备主要有非常规互感器、智能单元、气体全封闭组合电气(Gas Insulated Substation，GIS)等。

2.1.1.1电子式互感器

电子式互感器的应用是智能变电站的重要标志，这一技术的出现推动了智能变电站的工程化。本站220 kV、110 kV以及主变压器高、中压侧部分采用罗氏线圈和电容分压原理构成的电子式电流互感器(Electronic Current Transducer，ECT)/电子式电压互感器(Electronic Voltage Transducer，EVT)，互感器输出毫伏级模拟信号给远端模块，远端模块进行模拟量/数字量(Anologe /Digital，A/D）转换，应用IEC61850-44-8规约输出光信号给合并单元。主变低压侧采用了带铁心微型电流互感器，输出150mV保护信号和4V测量信号给采集器，通过集成在采集器中的采集卡输出光信号给低压侧合并单元。

2.1.1.2合并单元

合并单元(Merging Unit，MU)主要用于连接智能化输出的电子式互感器(远端模块)与保护、测控装置，主要功能是同步采集多路ECT/EVT输出数字信号后，按照规定的格式(IEC 61850-9-2)把采样测量信息发送给保护、测控等智能电子设备(Intelligent Electronic Device，IED)MU在设计时主要需满足3个功能需求：同步、多路数据处理和通信。本站通过对时网对MU进行统一对时（见图2），并按照IEC61850-9-2规约，采用以太网通信方式进行采样测量值的传输。由于采样信息需实时、循环发送，为了保证采样测量信息的正确、有效，保护、测控装置直接通过MU进行采样，不采取网络传输采样测量值的方式。在相应间隔内对远端模块、合并单元和保护、测控装置进行冗余配置，实现信息冗余，保证了采样测量信息的完整性和有效性。

2.1.1.3智能终端

智能终端采用模块化的微处理机设计制造，除具备传统操作箱的功能还具有对于I/O信息的处理、发送能力，所以也叫智能操作箱。智能终端和汇控柜在开关场组成智能组件柜，由智能终端进行开关量的采集，处理并完成间隔层设备对于刀闸、断路器的操作控制。由于通过网络传输跳闸报文存在网络延时等网络传输质量问题，本站采取“直跳”方式，即保护跳闸信息不经过网络传输，由保护装置直接对智能终端发命令信号。对于实时性不高的信息，如遥控操作、告警、开关状态等，通过网络进行信息交换。

2.1.2间隔层

间隔层主要功能是：（1）汇总本间隔过程层实时数据信息；（2）实施对一次设备的保护控制功能；（3）实施本间隔操作闭锁功能；（4）实施操作同期及其他控制功能；（5）对数据采集、统计运算及控制命令的发出具有优先级别控制；（6）执行数据的承上启下通信传输功能，同时告诉完成与过程层及变电站层的网络通信功能。

2.1.2.1保护装置

首先应明确保护原理不变，由于智能变电站中的智能设备间通过光纤连接且通过电子式互感器对电流

/电压进行采样，使保护装置可以通过对过程层数据的共享和交换来实现保护逻辑联系，从而取代传统变电站中的电气回路。

2.1.2.2测控装置

由于智能终端承担了部分测控的功能，如开关状态信息的处理，使得测控装置在功能上发生了一些变化：（1）通过组态工具，导入对于过程层设备的联/闭锁逻辑，实现间隔层对于过程层设备的逻辑闭锁；（2）增加网络模块。通过不同的网络模块，完成站控层和过程层间的信息交换。

2.1.2.3网络分析和故障录波装置

这是智能变电站独有的设备，通过把故障录波器的功能进行延伸，产生网络分析和故障录波相结合的分析记录。不同于传统的变电站中的录波器，仅仅只是记录故障发生前后的波形，智能变电站中的网络分析和故障录波装置可以实时监视并分析网络报文，通过人机界面即可更为详尽直观地了解当前或故障时的网络、设备信息以及故障原因，并利用录波器功能把这些状态信息和波形记录下来，形成分析变电站事故所需的依据。

2.1.3站控层

站控层功能有两类：“过程有关”变电站层功能，即使用多个间隔或者全站的数据，并且对多个间隔或全站的一次设备进行监视和控制；“接口有关”变电站层功能，表示变电站自动化系统与本站运行人员的接口，与远方控制中心的接口，与监视和维护远方工程管理接口。本层内装置由配有数据库的站级计算机、操作场所、远方通信接口等组成。站控层设备和传统站配置类似，其中新出现了两类高级应用，主要包括集成在“后台”的顺序控制等功能和集成在“在线监测系统”内的状态检修等功能。这些高级应用是智能变电站的智能化程度的具体体现。

2.1.4网络结构

本站的“两网”都采用双星形拓扑结构，见图2。

2.1.4.1网络结构的特点

（1）两层网络设计。对于220 kV等级的变电站，和所有元件共同组成一个网络相比较，两层网络形成的节点数目相对较少，网络负荷相对较轻，且在现有技术条件下，可靠性较高，并容易实现。但两层网络相对单一网络，其信息共享度较低，建设成本也相对较高。

（2）双星形拓扑结构。星形拓扑组网的优缺点都很直观。首先星形拓扑的优点是：利用一个中央交换机就可以方便地组网和配置网络，配置相对简单；对于单个间隔，其系统等待时间最少，访问协议相对简单；单个链路的故障只能影响其相关的设备，不会影响整个网络，容易检测和隔离故障。缺点是如果中央交换机出现故障，将失去所有以此交换机作为中央节点的IED设备信息。这种组网方式对于中央交换机的可靠性和相关技术要求都较高，价格也相应比较昂贵。本站通过双星形结构实现网络的冗余，以此保证系统的稳定性和安全性，同时又不失去信息传递的快速性，弥补了星形拓扑结构的不足。

2.1.4.2技术特点

本站采用全双工交换式以太网技术，间隔层和站控层间信息交换利用MMS+传输控制协议/

网间协议(Transmission Control Protocal/InternationProtocal，TCP/IP)+IEC 802.3实现，间隔层和过程层间信息交换利用GOOSE技术实现快速

信息交换。采取网络冗余来保证网络的可靠性，

MMS A网、B网互为备用，不同时在线运行；GOOSE A网、B网互为冗余，同时在线运行。交换式以太网从广义上讲，即采用交换机的以太网。由于网络各节点之间通过交换机可以实现逻辑上的点对点通信，网络在一定程度上保证了传输延时。但由于以太网的固有特性，在交换机端口处不可避免存在信息“竞争”的情况，而且发布者利用组播技术发布的信息有可能突破交换机限制形成广播，增加了网络风暴的可能性。所以本站通过虚拟局域网(Virtual Local Area Network，VLAN)技术，来增强网络的实时性、可靠性等要求。VLAN是一种交换网络技术，可以按照功能、工程组或应用等构架为基础对局域网进行逻辑划分。利用VLAN技术，可以把同一工作性质的用户集中在同一VLAN内。1个VLAN就相当于1个独立的局域网，信息只在这个VLAN中交互；各个VLAN之间只能通过路由器来进行数据通信，减少了跨VLAN的数据流量，从而有效地隔离广播风暴，优化网络性能，增强网络的安全性。

2.2数字技术对于河滨220 kV变电站调试的影响及存在问题

2.2.1变电站调试

2.2.1.1继电保护调试

首先，由于保护装置采用了全新的链路连接方式和数据采样技术，在继电保护原理层面不用再考虑由于常规互感器的饱和特性引起的暂态误差和不平衡电流等情况，但保护调试人员需更加重视物理和逻辑链路的状态问题。具体表现有：（1）由于A/D转换在一次设备中进行，使得一、二次系统完全隔离，提高了安全度，同时简化了间隔层设备的装置结构，并不用考虑间隔层设备的负载问题。

（2）由于IED设备间采用光缆连接，本站不存在传统变电站的电缆绝缘和二次接地问题；互感器的极性问题可以通过调整远端模块和MU的配置文件参数进行修正。

（3）对于电流饱和的保护判定不再必要，取而代之的是对于数据传输的重视，如采样值(Sam pled Value，SV)链路中断，则闭锁整套保护。其次，由于在过程层实现的“虚端子”连线形成了继电保护逻辑链路，取代了传统站中利用电气链路进行的I/O信息交换，从而实现了保护功能的分布化。继电保护人员不用再过多关注二次回路的具体连接，可以把更多的精力用于保护逻辑实现的合理性和有效性上。

2.2.1.2运行检修

智能变电站在运行检修方面产生的影响主要集中在高级应用方面。

（1）顺序控制，简称顺控，即程序化控制，通过预先设定的倒闸操作程序，在严格的操作监护制度下，在后台即可实现变电站倒闸操作。控制过程如下：变电站内智能设备依据变电站操作票的执行顺序和执行结果校核要求，由站内智能设备代替操作人员，自动完成操作票的执行过程。实际操作时只需变电站内运行人员或调度运行人员根据操作要求选择一条顺控操作命令，操作票的执行和操作过程的校验由变电站内智能电子设备自动完成。通过顺控的应用，可提高运行人员工作效率、减少倒闸操作过程中人为操作失误的几率。

（2）在线监测的出现，使得状态检修成为可能。状态检修也称预知性检修，即根据设备运行状态的好坏来确定是否对设备进行检修。在线监测系统可实现对微水等化学量、机构的分合速度及触头的行程距离等物理量、设备的负荷变化和启停次数等电气参数进行在线数据和离线数据的比较计算，从而产生综合分析决

策，对面向设备状态的检修提供技术支持。由于在线监测系统通过传感器对设备进行监测，所以对于传感器的性能和可靠性就有了非常高的要求。除此之外，高级应用还包括一些高科技监控设备，如利用高速摄像头实时记录设备外观信息的监控系统；利用气体传感器记录继电保护小室内有害气体含量并进行告警的设备等，都可为运行检修人员提供直观的事故告警信息。

2.2.2变电站现场调试验收

2.2.2.1在继电保护方面存在的问题及现场解决方法

本站由于断路器机构延用传统变电站设计思路，配置2组跳闸线圈、1组合闸线圈，使得第2套智能终端不能独立实现对断路器的合闸操作，这有悖于智能变电站设备互操作性的理念。这样相悖的特性，使得现场施工验收时出现了以下一些问题。

（1）为了实现双套保护都满足低气压闭锁重合闸的要求，施工调试人员只能通过现场加装中间继电器的方式，通过重动接点来满足双重化配置的需要。

（2）由于第2套操作箱合后继电器不能启动，导致事故总信号不能发出，现场只能通过第1套智能终端合后继电器常开接点串接第2套智能终端跳闸位置接点后，接至第2套智能终端的事故总开入来解决此问题。

（3）手跳放电功能的缺失，导致在偷跳启动重合闸投入时，遥控分闸后断路器自动重合。现场解决此问题的思路是：将智能终端的手跳开入串接空接点，并通过“虚端子”连线将此空接点关联保护装置闭锁重合闸功能，即遥控分闸时保护装置启动闭锁重合闸功能闭锁重合。

（4）由于2套保护装置在过程层中分别处于GOOS A网和GOOS B网中，导致重合闸相互闭锁功能缺失。现场解决此问题的思路是：2套智能终端的闭锁重合闸开入通过空接点形成电气联系，再利用“虚端子”连线分别关联对应的保护装置的闭锁重合闸功能。

（5）由于功能的分布化，保护装置、合并单元及智能单元分别配置检修压板，逻辑上增加了实现检修状态功能的复杂性。国网规范只针对检修一致性有说明，并没有规范不同间隔检修时具体保护的逻辑配合问题。由于各厂家在技术规范理解上存在差异，使得母差保护等需各间隔相互配合的保护，增加了实现的困难度。

2.2.2.2其他方面产生的问题及解决办法

（1）由于测控装置实现的逻辑闭锁功能和GIS实现的电气闭锁功能在设计上存在差异，导致在测控装置和智能组件柜处分别退出闭锁时，会出现五防逻辑的不统一，本站解决策略是取消逻辑闭锁来避免逻辑混乱。

（2）母差、主变等公用设备难免要通过交换机间的级联来完成通信，所以在同一电压等级间保留VLAN，在一些需要级联的部分取消VLAN，来保证继电保护逻辑的完整性。

（3）由于本站利用大量的传感器件采集设备状态信息，但这些器件在运行时的精确性和可靠性不能保障，造成状态检修等高级应用并没有切实地投入运行，本站对于状态检修等应用也只是接入子站系统。

2.3对河滨220 kV智能变电站的总结

（1）河滨220 kV智能变电站和传统变电站相比，实现了从设备冗余到信息冗余的转变。

（2）由于设备生产厂家、设计人员和施工验收人员对变电站智能技术的理解不够深入，导致了河滨220 kV智能变电站在建设过程中存在着文中所述的功能缺陷和调试困难。

（3）智能变电站的设备生产、设计、调试、运行等环节，需要更加明确的规范和标准来完备整个信息体系。

（4）代表变电站智能化程度的高级应用，没有形成完整、可靠的系统，需要更加可行、可靠的方案来落实应用程序。

（5）随着河滨220 kV变电站顺利投运，作为宁夏第一个真正意义上的智能变电站，其对宁夏电网今后的建设有广泛的应用研究和示范价值。

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变电站综合自动化系统

该系统是一种结合变电站自动化最新技术和发展方向，采用先进的计算机技术、嵌入式微处理器技术、DSP数字信号处理技术、以太网技术，研发出的新一代高度集成、结构紧凑、功能强劲并充分优化的变电站自动化系统。 系统适用于220kV及以下各种电压等级的升压或降压变电站，通过系统内各设备间相互交换信息，数据共享，完成变电站运行监视和控制任务。变电站自动化系统以计算机技术为基础, 以数据通讯为手段,以信息共享为目标，提供了测量、控制、监视、保护、录波、通信、报表、小电流接地选线、电压无功自动补偿、五防、故障分析及其他自动化功能，在提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能等方面发挥了重要作用。 变电站综合自动化系统由站控层、通信层和间隔层组成。 1.站控层：包括操作员工作站、工程师工作站、五防工作站、Web工作站、GPS卫星对时系统，站控层设备采用100M工业以太网连接，根据厂站规模和用户需求可以增加工作站或减少部分工作站。 2.通信层：主要由光纤网线双绞线等通信介质、以太网交换机、通信管理机等设备组成，根据不同的厂站规模和用户需求，可自由选择RS485工业总线、星型以太网、双以太网、

光纤环网等不同的组网模式，系统开放性好，组网灵活。 3.间隔层：以一次设备为对象，采用单元式配置，根据厂站规模和用户需求，可选择采用保护测控一体化设备，或者选择采用保护和测控相互独立的设备。各单元独立性强，系统组态灵活，具有高可靠性、高扩展性。装置维护简单方便。 变电站综合自动化系统拥有如下优点： 1、完整的变电站自动化系统解决方案，以高性能的子系统构造优异的变电站自动化系统; 2、系统扩展方便、功能灵活，满足变电站设备的增加及系统功能增加的需求; 3、面向变电站的整体设计，将保护、测量、控制、通讯融为一体，全方位思维，大大减少了用户现场的调试量; 4、采用先进的现场总线通信方式，标准的IEC60870-5-103通讯规约，大大提高了通讯速率及系统的可靠性; 5、间隔层可集中组屏也可按站内一次设备分布式布置，直接安装于开关柜上，既相对独立，又节省投资; 6、间隔层采用32位DSP技术，使产品的稳定性和运算速度得到保证; 7、继电保护功能独立，完全不依赖于通讯网，仅通过通信层交换信息; 8、友好的人机界面，全汉化菜单操作，使用户操作更简单。

新一代智能变电站一次设备智能化的探讨和展望

新一代智能变电站一次设备智能化的探讨和展望 发表时间：2018-06-06T15:41:45.967Z 来源：《科技新时代》2018年3期作者：田军韩志惠[导读] 摘要：本文分析了新一代智能变电站一次设备的智能化，阐述了智能变电站与智能化一次设备的主要概念，针对一次设备智能化进行了深入研究，结合笔者本次研究，最终提出了要对智能化的一次设备进行深化检修智能和全生命周期管理策略。 摘要：本文分析了新一代智能变电站一次设备的智能化，阐述了智能变电站与智能化一次设备的主要概念，针对一次设备智能化进行了深入研究，结合笔者本次研究，最终提出了要对智能化的一次设备进行深化检修智能和全生命周期管理策略。希望通过本文的分析研究，实现新一代智能变电站一次设备功能的最大化，从而确保变电站安全、稳定运行的目标。 关键词：智能变电站；一次设备；智能化随着科学技术的飞速发展，产生了新一代的智能变电站，然而变电站的智能化只是一种保证变电站安全、稳定的手段。由于智能电网具有系统性、复杂性，并且受到规划与设计变电站、设置智能系统网架、智能电网的运行方式等多方面的因素影响制约，所以仅仅依靠智能化是不能够有效的保障变电站运行的安全、稳定。除此之外，在运用智能化技术的时候，要重视电网的安全性、可靠性、经济性，做到有效的利用一次设备智能化技术，提高变电站的智能化水平，从而保障了电网运行的安全性、稳定性。 1 新一代智能变电站一次设备智能化的探讨 1.1智能变电站 智能变电站的基本要求是实现全站信息的数字化、通信平台的网络化、信息共享的标准化，通过采用可靠、集成、先进、环保的智能化设备来实现其功能，如对信息的收集、测量、控制、保护、计量和检测等的基本功能，和一些自动控制、智能调整、在线分析、互动协同等高级功能。智能变电站的组成部分为智能化的一次设备和信息管理系统。智能化的一次设备的智能化表现在变压器智能化、开关设备智能化、电子互感器等[1]。 1.2 一次设备智能化 变电站的一次设备主要有变压器、避雷器、母线、互感器、断路器等等。智能变电站一次设备智能化，主要是在以往一次设备功能的基础上，采用通讯协议与信息管理系统进行数据的交互，其基本功能是测控、通讯、保护。一次设备的智能化还具有强大的信息交互、强大的自己监测与诊断能力，既能够对设备的运行状态进行科学的检查与测试，又可以尽早的预测与识别故障，并且及时的将预测分析的结果反馈给相应的设备管理部门，从而为状态的检修提供了可靠的信息依据。另外，在设备出现故障之后，它可以进行自动化的分析、识别、与评估。下面对变电站的一次设备中的变压器智能化、避雷器智能化进行了简要介绍： 1.2.1变压器智能化 新一代智能变电站一次设备中，变压器的智能化是指变压器在运行和监测时候的自动化。其自动化的主要内容是：实时监测变压器油色谱、绝缘、电流、电力负荷、油温，并且控制管理变压器油品对气与水的溶解等问题，及时断开和处理变压器的局部放电、介质损耗、绕组短路等，有效的调整负荷温度、铁芯电流、冷却器状态，从而确保变压器的功能能够正常发挥。 1.2.2避雷器智能化 变电站安全运行的设备与结构基础是避雷器，并且避雷器的智能化是智能变电站的重要前提。在变电站中使用智能化的避雷器，能够全面的检测电流、电压、动作和能够有效的控制全电流、阻性电流，从而有效的保障避雷器功能。与此同时，可以通过将智能化避雷器与智能变电站的网络或者是管理系统有效的结合，来实现通信与调控功能，并且把智能化避雷器向整个智能变电站体系转化，有利于加强变电站的智能化和变电站运行的安全化。 1.3一次设备智能化的评判准则 新一代智能变电站一次设备智能化，不仅仅是对设备进行信息化的处理与网络化的运用，它还是智能化的体系和结构，具有设计科学、布局合理、建设严格等特点，要对智能变电站一次设备的智能化评判可以依据其智能性、及时性、功能性准则来进行，以保障设备在运行时的安全、稳定、准确[2]。 1.4一次设备智能化正常运行的要求 智能化一次设备要正常运行，就必须确保智能一次设备的相关智能元件不受损，那么就要使智能元件满足以下要求： 1.4.1在使用智能元件后，智能化一次设备能够正常运行。 1.4.2智能元件要及时的监测分析主要的设备，并且要自动的将数据记录储存下来。 1.4.3智能元件要有自我检测和报警的功能，并且其检测的灵敏性要符合设备功能的要求。 1.4.4智能元件要有对电磁抗干扰的能力。 1.4.5智能元件最终得出的监测数据要确实可靠。 2 新一代智能变电站一次设备智能化的展望 2.1新一代智能变电站一次设备智能化 一方面变电站一次设备可以通过优化智能组件、组网来建立变电站一次设备的通信系统，从而达到实时监测的目的，以确保一次设备监控能力的提升。另一方面，变电站可以采用一次设备的集成体系中的集成设备，将一次设备的使用寿命延长和提高其运行的精确度，从而不仅可以保证一次设备的安全稳定，还有利于提高一次设备的智能化水平。另外，变电站一次设备要对将来现代化升级和智能化拓展一定的空间和结构，以确保其能够顺应时代的潮流稳定发展。 2.2检修智能深化 变电站一次设备中的检修智能化，既是实现智能化的重要保证，又是智能变电站对一次设备功能与稳定维护的重要前提。智能变电站一次设备的运行时，可以采用新型的处理技术对产生的运行状态与数据信息进行处理，从而有效的检测维修智能变电站一次设备，智能变电站建设中智能化检修是其基本需求。在进行智能化维修时，可以通过设立智能化检修系统与信息处理系统，从而对一次设备运行信息的数据库进行完善，从而达到对一次设备运行状况进行实时自我诊断的目的。与此同时，要做好及时报警和判断智能变电站一次设备运行过程中的问题和故障。最后，通过对变电站一次设备检修智能的深化，来有效的控制一次设备运行中存在的风险，进而提升智能变电站一次设备的稳定性、可靠性、安全性。

变电站综合自动化系统的组成和主要功能

变电站综合自动化系统的组成和主要功能； 系统概述； 本次设计采用YH-B2000变电站综合自动化系统，其系统是面向110KV及以下电压等级变电站的成套自动化设备其是陕西银河网电科技有限公司开发研制的新型设备，该系统是在总结我国微机变电站运行经验基础上，根据国内外新的发展趋势，以提高电网的安全经济运行为宗旨，以方便现场安装调试、无人值守为目的，向智能化迈进的全新概念综合自动化系统。 其设备从变电站整体出发，统一考虑保护、监测、控制、远动、直流和五防等功能，避免了功能装置重复备置等弊病，及减少投资，又有利于变电站运行管理和维护。 YH-B2000变电站综合自动化系统组成结构如下图；

该系统在我国首次集微机保护和远动为一体，并率先把这种装置直接安装于高压开关柜上，系统总体结构设计是以单元分散型嵌入式为指导思想，系统装置中每个单元的结构、外观和尺寸是完全一致的。其可把各个单元分散安装在一次设备上，或集中组屏按装。相比两者具有明显的优点；可以大大减少连接开关柜控制屏及控制室的各种电缆，减少控制室面积，从而节省了变电站综合造价，简化了施工，方便了维护，并且提高了变电站的可控性，可扩展性和灵活性有了很大提高。消除了因设备之间错综复杂的二次电缆引线接错造成的问题，提高可靠性 YH-B2000变电站综合自动化系统是面向对象设计的。系统中每一种单元都面向变电站内的各种一次设备。如线路单元，就是面向开关柜设计的，它包含了对该开关柜的控制、测量、事故记录和线路的各种保护等；电容器单元也像线路单元一样，它是面向电容器组的；变压器是变电站的核心设计，YH-B2000型变电站综合自动化系统对变压器设计了三种面向它的完全独立的功能单元。第一是主保护单元，它主要完成变压器差动保护等。第二是后备保护，它主要完成变压器的过流保护等。第三是变压器的测控单元，主要完成主变的有载调压控制和电气量的测量。备自投单元是完成变电站两路电源的自动投切功能的。直流子系统也被YH-B2000型变电站综合自动化系统纳入了整体成套范围，作为系统的一个单元整体规划设计。 YH-B2000型变电站综合自动化系统无论是以何种方式安装，所有单元均通过一梗三芯通讯电缆同后台总控单元实现实时数据交换。

110KV变电站一次设计文献综述教学内容

精品文档变电站电气一次系统设计110kV一、选题意义随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，用户对供电质量的要求日益提高。国家提出了加快城网和农网建设及改造、拉动内需的发展计划[1]。变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来，变电站的建设迅猛发在电力系统中起着至关重要的作用。近年来110kV展。科学的变电站设计方案能够提升配电网的供电能力和适应性，降低配电网损耗和供电成本，减少电力设施占地资源，体现“增容、升压、换代、[2]。同时可以增加系统的可靠性，节约占地面优化通道”的技术改造思路[3]积，使变电站的配置达到最佳，不断提高经济效益和社会效益。 二、变电站建设的国内外现状和发展趋势 为了保障我国经济的高速发展，以及持续的城镇化进程，我国电力系统进入了一个快速发展阶段，电网建设得到进一步完善。由于我国电力建设起步比较晚，目前我国变电站主要现状是老设备向新型设备转变，有人值班向无人值班变电站转变，交流传输向直流输出转变，在城市变电站建设中，户内型变电站大幅增加。国外变电站主要是交流输出向直流输出转变。而数字化智能变电站也是国内外变电站未来发展趋势。 1、无人值守变电站： 同西方发达国家相比，由于我国变电站自动化系统应用起步较晚，

变电站运行管理的理念也有很大差异，使我们的变电站无人值守运行水平与之相比还有很大的差距。在我国，许多220 kV及以下电压等级变电站已经开始由监控中心进行监控，基本上实现了变电站无人值守。但作为国内电网中最高电压等级的500 kV和330 kV变电站，即使采用了变电站自动化系统的，也都是实行有人值守的管理方式。而在欧美发达国家，各个电压等级变电站都能实现变电站无人值守。由此发现，在国内外无人值守变电站 [4]之间、国内外变电站自动化系统之间都还有很大的差异。全面实现变电站无人值守对我国电网建设有非常明显的技术经济效益: 1提高了运行可靠性；2加快了事故处理的速度；3提高了劳动生产率；4降低了建设成本。[5] 2、城市变电站建设 随着城市中心地区的用电负荷迅速增长，形势迫使在城市电网加 快改造和建设的同时，在中心城区要迅速地建设一批高质量的城 市变电站，在精品文档． 精品文档 多种变电站的型式中户内型变电站受到各方面的重视，在这几年 中得到飞[6]。由于户内变电站允许安全净距小且可以分层布置而 使占地面积速发展较小。室内变电站的维修、巡视和操作在室内 进行，可减轻维护工作量，不受气候影响。、数字化智能变电 站3光特别是智能化开关、在变电站自动化领域中，智能化电气 的发展，电式互感器等机电一体化设备的出现，变电站自动化技 术即将进入新阶段[7]。变电站自动化系统是在计算机技术和网络

智能变电站与传统变电站的区别与联系

智能变电站与传统变电站的区别与联系 智能变电站与传统变电站的区别与联系主要有两点： 1：根据国家电网智能电网建设的整体部署,十二五期间,国家电网将推广智能变电站建设,各网省公司积极开展智能变电站的研究及试点工程。安徽省110kV桓谭变是国家电网公司智能电网建设第二批试点工程,采用了基于IEC61850标准的变电站自动化系统。首次采用全光纤电流互感器,光PT挂网运行。本文针对110kV桓谭变继电保护的新特点探讨了智能化变电站和传统变电站继电保护的异同。2智能变电站相比于传统变电站的几个关键技术 2.1智能化变电站各保护装置采用了统一的通信规范,即IEC61850通信规范IEC61850 是新一代的变电站自动化系统的国际标准,它规范了数据的命名、数据定义、设备行为、设备的自描述特征和通用配置语言。同传统的IEC60870-5-103标准相比,它不仅仅是一个单纯的通信规约,而是数字化变电站自动化系统的标准,它指导了变电站自动化的设计、开发、工程、维护等各个领域。该标准通过对变电站自动化系统中的对象统一建模,采用面向对象技术和独立于网络结构的抽象通信服务接口,增强了设备之间的互操作性,可以在不同厂家的设备之间实现无缝连接。智能化一次设备和数字式变电站要求变电站自动化采用IEC6 数字化变电站按照一次设备智能化、二次设备网络化的设计思路参照IEC61850的标准将变电站分为过程层、间隔层和站控层3个部分，其中过程层由模拟量收集终端合并单元和实现开关输入输出的智能单元构成；间隔层主要由保护装置和测控装置组成；站控层主要包括监控，远动和故障信息子系统构成。 首先，智能变电站的过程层由传统的一次设备和智能组建柜组成，智能组建柜中有合并单元和智能操作箱两个装置。变电站常规互感器的数据合并单元采取就地安装的原则，通过交流就地采样电缆传送模拟信号，并将采样数据处理后通过 IEC61850-9-1、 IEC61850-9-2 或者 IEC60044-8 的协议借助光纤通道发送到网络交换机供需要该模拟量的保护或者测控装置共享数据。智能操作箱解决了传统一次设备和数字化网络的接口问题，作为数字化变电站一次开关设备操作的智能终端，将传统一次设备和保护测控等装置通过光纤网络连接，完成对断路器、刀闸的分合操作，智能操作箱接收保护和测控装置通过GOOSE 网下发的断路器或刀闸的分、合及闭锁命令，然后转换成相应的继电器硬接点输出。 其次，在传统变电站二次系统中保护装置所需的模拟量信息和设备运行状态等信息需要通过电缆传送，动作逻辑需要在多个装置之间传递启动和闭锁信号，在各间隔层设备之间，间隔层和过程层设备之间需用大量的电缆连接，使传统方式下各个保护装置之间存在较多硬开入连线，导致二次回路接线比较复杂，容易出错、可靠性不高；而吴山变电站采用支持变电站通信标准IEC61850中GOOSE 输入和输出功能的保护和测控装置。间隔层装置之间通过以太网联系各间隔层设备，通过网络共享电流电压量和开关量信息，借助虚端子完成保护的动作逻辑和相关间隔之间的闭锁功能，其中电流电压量和开关量的传输分别采用IEC61850规约中的单播采样值SMV服务和面向通用对象的变电站事件GOOSE服务完成。这就是为什么在保护屏上没有任何二次接线的缘故。为保证保护装置和开关之间的可靠性，吴山变电站的主变采用两套南瑞的保护，每套保护使用单独的光纤与智能操作箱联系，与传统的双重保护配置不同的是，吴山站只是共用一个操作箱。 最后，站控层网络采用网线连接，间隔层与站控层之间按照制造报文规范 MMS(Manufacturing Message Specification)通过网络进行数据交互，完成对变电站的

智能化变电站的概念及架构

智能化变电站的概念及架构前言 在中国，国家电网公司的定义是：以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，利用先进的通信、信息和控制技术，构建以信息化、自动化、数字化、互动化为特征的统一的坚强智能化电网。通过电力流、业务流、信息流的一体化融合，实现多元化电源和不同特征电力用户的灵活接入和方便使用，极大提高电网的资源优化配置能力，大幅提升电网的服务能力，带动电力行业及其他产业的技术升级，满足我国经济社会全面、协调、可持续发展要求涉及到电网发、输、配、售、用的各个环节。常用称谓是坚强智能电网，统一性、坚强网架、智能化的高度融合。

目录 一、智能化变电站的概念 (3) 二、智能化变电站的功能特征 (3) 三、智能化变电站与数字化变电站的区别 (5) 四、智能化变电站架构 (6) 1、数字化变电站的集成化 (6) 2、智能化变电站综合集成化智能装置及其功能结构 (7) 3、综合集成的智能化变电站的架构 (9) 五、智能化变电站的关键技术 (10) L、智能化变电站技术体系、技术标准及技术规范研究。 (11) 2、智能化一、二次设备智能化集成技术研究。 (11) 3、智能化变电站全景信息采集及统一建模技术研究。 (11) 4、智能化变电站系统和设备系统模型的自动重构技术研究。 (12) 5、基于电力电子的智能化柔性电力设备的研发及其应用技术的研究。 (12) 6、间歇性分布式电源接入技术的研究。 (13) 7、智能化变电站广域协同控制保护技术研究。 (13) 六、五防系统在智能化变电站中应用分析 (13) 1、智能化变电站对五防的要求 (14) 2、智能化变电站中一体化五防的特点 (14) 3、网络化五防 (15) 1）、智能化变电站间隔层五防的GOOSE机制分析 (15) 2）、实现间隔层五防的方式 (15) 3）、实现间隔层五防GOOSE机制的优点 (16) 4)、智能化变电站间隔层五防影响 (16)

智能变电站辅助系统综合监控平台介绍

智能变电站辅助系统综合 监控平台介绍 Prepared on 24 November 2020

智能变电站辅助系统综合监控平台 一、系统概述 智能变电站辅助系统综合监控平台以“智能感知和智能控制”为核心，通过各种物联网技术，对全站主要电气设备、关键设备安装地点以及周围环境进行全天候状态监视和智能控制，完成环境、视频、火灾消防、采暖通风、照明、SF6、安全防范、门禁、变压器、配电、UPS等子系统的数据采集和监控，实现集中管理和一体化集成联动，为变电站的安全生产提供可靠的保障，从而解决了变电站安全运营的“在控”、“可控”和“易控”等问题。 二、系统组成 （一）、系统架构 （二）、系统网络拓扑

交换机服务器 站端后台机 网络视频服务器 门禁 摄像摄像头 户外刀闸温 蓄电池在线监测开关柜温度监测 电缆沟/接头温度监测SF6监测 空调仪表 电压UPS 温湿度电流烟感 电容器打火红外对射 门磁 非法入侵玻璃破碎电子围栏 水浸 空调 风机灯光 警笛 警灯 联动 协议转换器协议转换器协议转换器 消防系统 安防系统 其他子系统 TCP/IP 网络 上级监控平台 采集/控制主机 智能变电站辅助系统综合监控平台将各种子系统通过以太网或 RS232/485接口进行连接，包括前端的摄像机、各种传感器、中心机房的存储设备、服务器等，并通过软件平台进行集成和集中监视控制，形成一套辅助系统综合监控平台。 （三）、核心硬件设备：智能配电一体化监控装置 PDAS-100系列智能配电一体化监控装置，大批量应用在变电站、开闭所 和基站，实践证明产品质量的可靠性，能够兼容并利用现有绝大部分设备，有效保护客户的已有投资。能够实现大部分的传感器解析和设备控制，以及设备内部的联动控制，脱机实现联动、报警以及记录等功能。工业级设计，通过EMC4级和国网指定结构检测。 智能配电一体化监控装置是针对电力配电房的电缆温度以及母线温度无 线检测，变压器运行情况以及油温检测、配电、环境、有害气体以及可燃气体

变电站综合自动化的基本概念及发展过程

变电站综合自动化的基本概念及发展过程 变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等)的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息，数据共享，完成变电站运行监视和控制任务。变电站综合自动化替代了变电站常规二次设备，简化了变电站二次接线。变电站综合自动化是提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能的一项重要技术措施。 一、发展变电站综合自动化的必要性 变电站作为整个电网中的一个节点，担负着电能传输、分配的监测、控制和管理的任务。变电站继电保护、监控自动化系统是保证上述任务完成的基础。在电网统一指挥和协调下，电网各节点(如变电站、发电厂)具体实施和保障电网的安全、稳定、可靠运行。因此，变电站自动化是电网自动系统的一个重要组成部分。作为变电站自动化系统，它应确保实现以下要求： (1)检测电网故障，尽快隔离故障部分。 (2)采集变电站运行实时信息，对变电站运行进行监视、计量和控制。 (3)采集一次设备状态数据，供维护一次设备参考。 (4)实现当地后备控制和紧急控制。 (5)确保通信要求。 因此，要求变电站综合自动化系统运行高效、实时、可靠，对变电站内设备进行统一监测、管理、协调和控制。同时，又必须与电网系统进行实时、有效的信息交换、共享，优化电网操作，提高电网安全稳定运行水平，提高经济效益，并为电网自动化的进一步发展留下空间。 传统变电站中，其自动化系统存在诸多缺点，难以满足上述要求。例如： (1)传统二次设备、继电保护、自动和远动装置等大多采取电磁型或小规模集成电路，缺乏自检和自诊断能力，其结构复杂、可靠性低。 (2)二次设备主要依赖大量电缆，通过触点、模拟信号来交换信息，信息量小、灵活性差、可靠性低。 (3)由于上述两个原因，传统变电站占地面积大、使用电缆多，电压互感器、电流互感器负担重，二次设备冗余配置多。 (4)远动功能不够完善，提供给调度控制中心的信息量少、精度差，且变电站内自动控制和调节手段不全，缺乏协调和配合力量，难以满足电网实时监测和控制的要求。 (5)电磁型或小规模集成电路调试和维护工作量大，自动化程度低，不能远方修改保护及自

变电站机器人发展概况及最新发展趋势

移动机器人 移动机器人用途广泛，世界各国正在加紧移动机器人的研制。移动机器人的研究始于60年代末期，斯坦福研究院(SRI)的NilsNilssen和CharlesRosen等人研制出了名为Shakey 的自主移动机器人，它能够在复杂环境下，识别对象、自主推理、实现路径规划和控制功能。美国军方于1984年开始研制第一台地面自主车辆，可以在无人干预的情况下在道路上行驶，也称之为早期的移动机器人。许多国家也各自制定了移动机器人的研究计划，如日本通产省组织的极限环境下作业的机器人计划和欧洲尤里卡中的机器人计划等。虽然由于人们对机器人的研究期望过高，导致80年代的移动机器人的研究虽并未取得预期的效果，却带动了相关技术的发展，为探讨人类研制智能机器人的途径积累了经验，同时推动了其他国家对移动机器人的研究和开发。 上世纪90年代，人类把研究重点放在了移动机器人的应用上，希望移动机器人可以代替人类在各种环境下，尤其是恶劣的条件下辅助人类的工作，为人类服务。1997年7月4日，美国“火星探路者”飞抵火星考察，并在火星上成功着陆，它携带的索杰纳号火星车开始在火星表面漫游，行进了几千米，完成了预定的科学探测任务。进入21世纪后,美国研制的第四个火星探测器—好奇号于2012年8月6号成功降落火星，并展开为期两年的火星探测任务。好奇号火星探测器是第一辆釆用核动力驱动的火星车,其使命是探寻火星上的生命元素。 1992年美国研制出时速75公里的自主车，地面自主车的研制大大推动了遥控机器人的发展。目前美国“自动化技术协会”(ATC)，每年在移动机器人运动控制、仿真、传感器的投资超过几亿美元。欧共体(EU)和“机器人技术”有关的课题总数约为250～300项，在EU提供基金的机器人研究领域，移动机器人占22.8%左右；日本不仅加紧研制移动机器人，更把发展重点放在移动机器人的应用研究上，目的是可以代替人在各种环境下为人服务(如在医院、家庭、恶劣的环境和核反映堆、核废料清理和排雷等危险环境下工作)。 我国机器人的研究已有20多年的历史，国家也大力发展机器人，并投入了一定的资金，对机器人进行技术攻关，发出各种类型的机器人，对我国机器人的发展具有重大的意义。但由于我国对此方面的研究起步较晚，在机器人技术水平、实用化程度以及稳定方面，与美国、日本等国家相比，都存在着较大的差距。 国内研制的机器人样机，有保安机器人、消防机器人等，有轮式和履带式；但大都是有缆方式，具有小范围内一定的避障功能。国内移动机器人的研究成果主要如下:清华大学的智能移动机器人THMR-V型机器人；中科院沈阳自动化所的AGV自主车和防爆机器人；

变电站综合自动化系统设计方案

变电站综合自动化系统设计方案 1.1.2 研究现状 变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等)的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息，数据共享，完成变电站运行监视和控制任务。变电站综合自动化替代了变电站常规二次设备，简化了变电站二次接线。变电站综合自动化是提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能的一项重要技术措施。 如今变电站综合自动化已成为热门话题，研究单位和产品也越来越多，国内具有代表性的公司和产品有：北京四方公司的CSC 2000系列综合自动化系统，南京南瑞集团公司的BSJ2200计算机监控系统，南京南瑞继电保护电气有限公司的RCS一9000系列综合自动化系统，国电南自PS 6000系列综合自动化系统、武汉国测GCSIA变电站综合自动化系统、许继电气公司的CBZ一8000系列综合自动化系统。国外具有代表性的公司和产品有：瑞典ABB的MicroSCADA自动化系统等。现在的变电站自动化系统将站内间隔层设备（包括微机继电保护及自动装置、测控、直流系统等）以互联的方式与主机实现数据交换与处理，从而构成一种服务于电网安全与监测控制，全分散、全数字化和可操作的自动控制系统。 本系统站控层用的软件工具是瑞典ABB公司开发的用于变电站自动化系统的MicroSCADA和COM500，COM500作为前置机，它是整个系统数据采集的核心，MicroSCADA用于后台监控；间隔层测控装置用的主要是芬兰ABB公司生产的是REF54_系列和瑞典ABB公司生产的REC561等自动化产品，远动装置用的是浙江创维自动化工程有限公司自主研发CWCOM200。

智能变电站技术(详细版)[详细]

智能化变电站技术

内容提要
? 智能化变电站概述 ? 如何实现智能化变电站 ? 关键问题分析 ? 智能化变电站技术规范 ? 国内典型工程案例分析

智能化变电站概述-定义
? 《智能变电站技术导则》给出的定义 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、通信平台网络化、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、计量和监测等基本功能，并可根据需 要支持电网实时自动化控制、智能调节、在线分析 决策、协同互动等高级功能的变电站。
? 智能变电站派生于智能电网

智能化变电站概述-变电站 内部分层
IEC61850将变电站分为三层
远方控制中心 技术服务
7
变电站层
功能A
16
功能B
9 16
8
3
继电保护
控制
间隔层
控制
3
继电保护
45
45
过程层接口
过程层
传感器
操作机构
高压设备

智能化变电站概述-需要区分的概念
? 变电站层 监控系统、远动、故障信息子站等
? 间隔层 保护、测控等
? 过程层 智能操作箱子（或称智能单元） 合并单元 一次设备智能组件等。

智能化变电站概述-需要区分的概念
? IEC61850变电站
特征： 1）两层结构（变电站层、间隔层，没有过程层）； 2）一次设备非智能化，间隔层通过电缆与传统互感器和开关连
接； 3）不同厂家的装置都遵循IEC61850标准，通信上实现了互连
互通，取消了保护管理机； 4）间隔层保护、测控等装置支持IEC61850，直接通过网络与
变电站层监控等相连。
市场特征： 该模式在国网和南网都处于大批量推广阶段，所占比例会越来 越大，以后会成为变电站标配。 例如：华东500kV海宁变、湖北500kV武东变等。

110KV变电站一次设计文献综述教学内容

110kV变电站电气一次系统设计 一、选题意义 随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，用户对供电质量的要求日益提高。国家提出了加快城网和农网建设及改造、拉动内需的发展计划[1]。变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来，在电力系统中起着至关重要的作用。近年来110kV变电站的建设迅猛发展。科学的变电站设计方案能够提升配电网的供电能力和适应性，降低配电网损耗和供电成本，减少电力设施占地资源，体现“增容、升压、换代、优化通道”的技术改造思路[2]。同时可以增加系统的可靠性，节约占地面积，使变电站的配置达到最佳，不断提高经济效益和社会效益[3]。 二、变电站建设的国内外现状和发展趋势 为了保障我国经济的高速发展，以及持续的城镇化进程，我国电力系统进入了一个快速发展阶段，电网建设得到进一步完善。由于我国电力建设起步比较晚，目前我国变电站主要现状是老设备向新型设备转变，有人值班向无人值班变电站转变，交流传输向直流输出转变，在城市变电站建设中，户内型变电站大幅增加。国外变电站主要是交流输出向直流输出转变。而数字化智能变电站也是国内外变电站未来发展趋势。 1、无人值守变电站： 同西方发达国家相比，由于我国变电站自动化系统应用起步较晚，变电站运行管理的理念也有很大差异，使我们的变电站无人值守运行水平与之相比还有很大的差距。在我国，许多220 kV及以下电压等级变电站已经开始由监控中心进行监控，基本上实现了变电站无人值守。但作为国内电网中最高电压等级的500 kV和330 kV变电站，即使采用了变电站自动化系统的，也都是实行有人值守的管理方式。而在欧美发达国家，各个电压等级变电站都能实现变电站无人值守。由此发现，在国内外无人值守变电站之间、国内外变电站自动化系统之间都还有很大的差异[4]。全面实现变电站无人值守对我国电网建设有非常明显的技术经济效益: 1提高了运行可靠性；2加快了事故处理的速度；3提高了劳动生产率；4降低了建设成本。 [5] 2、城市变电站建设 随着城市中心地区的用电负荷迅速增长，形势迫使在城市电网加快改造和建设的同时，在中心城区要迅速地建设一批高质量的城市变电站，在

智能化变电站的优势

智能化变电站的优势 【摘要】智能变电站是以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展的坚强电网为基础，利用先进的通信、信息和控制技术，构建以信息化、自动化、数字化、互动化为特征的统一的坚强智能化变电站。较传统的数字化变电站更加适合现代化电网的需求。 【关键词】智能变电站优势 根据国家电网公司《智能变电站技术导则》，智能化变电站是采用先进的传感器、信息、通信、控制、智能等技术，以一次设备参量数字化、标准化和规范化信息平台为基础，实现变电站实时全景监测、自动运行控制、与站外系统协同互动等功能，达到提高变电可靠性、优化资产利用率、减少人工干预、支撑电网安全运行，可再生能源“即插即退”等目标的变电站，是数字化变电站的升级和发展。智能变电站作为智能电网运行与控制的关键主要表现为衔接智能电网发电、输电、变电、配电、用电和调度六大环节，在智能电网中变换电压、接受和分配电能、控制电力流向和调整电压起着重要作用，是智能电网“电力流、信息流、业务流”三流汇集的焦点，对建设坚强智能电网具有极为重要的作用。 1 智能化变电站与数字化变电站的区别 智能化变电站与数字化变电站有密不可分的联系。数字化变电站是智能化变电站的前提和基础，是智能化变电站的初级阶段，智能化变电站是数字化变电站的发展和升级。智能化变电站与数字化变电站的差别主要体现在以下3个方面： （1）数字化变电站主要从满足变电站自身的需求出发，实现站内一、二次设备的数字化通信和控制，建立全站统一的数据通信平台，侧重于在统一通信平台的基础上提高变电站内设备与系统间的互操作性。而智能化变电站则从满足智能电网运行要求出发，比数字化变电站更加注重变电站之间、变电站与调度中心之间的信息的统一与功能的层次化。智能变电站在整个电网中的位置如图1。 （2）数字化变电站己经具有了一定程度的设备集成和功能优化的概念，要求站内应用的所有智能电子装置（IED）满足统一的标准，拥有统一的接口，以实现互操作性。IED分布安装于站内，其功能的整合以统一标准为纽带，利用网络通信实现。数字化变电站在以太网通信的基础上，模糊了一、二次设备的界限，实现了一、二次设备的初步融合。而智能化变电站设备集成化程度更高，可以实现一、二次设备的一体化、智能化整合和集成。 2 智能变电站的特征 智能化变电站的设计和建设，必须在智能电网的背景下进行，要满足我国智能电网建设和发展的要求，体现我国智能电网信息化、数字化、自动化、互动化的特征。智能化变电站应当具有以下功能特征：

变电站综合自动化技术发展趋势

变电站综合自动化技术发展趋势 在变电站正常运行过程中，通过综合自动化技术的合理应用，能够妥善解决原有变电站监视、控制方面存在的问题，从而提升电力系统的安全性与可靠性。此外，通过综合自动化技术的应用，还能够降低变电站运行成本，为广大居民提供更加优质的电力服务，促进我国电力行业的持续发展。 标签：综合自动化技术；变电站；应用 引言 电力能源是我国最为重要的能源之一，对于确保社会的正常发展以及人们的正常生活具有非常重要的作用。随着变电站技术水平的不断提升以及电力能源方面的供应需求，我国不断加快变电站综合自动化系统的技术改造以及新技术应用。通过变电站综合自动化技术应用能够对变电站进行在线监控，能够满足变电站运行自动化方面的要求，能够确保变电站安全运行。 1变电站综合自动化系统设计原则 1）将调度作为中心设计思想。设计完善的变电站综合自动化系统，必须将调度作为中心设计原则，使调度中心成为变电站综合自动化系统的重要子系统。从整体结构来分析，调度中心并非独立的系统，它需要和其他子系统相结合才能充分发挥电力资源调度作用。 2）配置分散式系统原则。在配置變电站综合自动化分散式系统的过程中，必须恪守其配置原则，经过间隔层完成电能传输工作，切记使用网络或者上位机进行传输。 3）恪守远方与就地控制原则。在国内，不少地方变电站均需工作人员值守，所耗费的人力资源成本较高，节约该成本，实现变电站综合自动化，则必须恪守远方与就地控制原则，构建远程自动化控制子系统与就地控制模式，以此加强变电站自动化管理。 4）坚持无人值班管理原则。提升变电站自动化管理效果，组建无人管理变电站，必须坚持无人值班管理原则，设计无人值班站系统，全面优化系统软硬件。 5）正确使用交流采样技术。设计完善的变电站综合自动化系统，必须正确使用交流采样技术，以此降低TA与TV的负载，全面提升测量精度。此外，应充分发挥交流采样技术的集成功能，取消控制屏，用计算机做好信息监测工作，实现信号的一次采集与多次使用。 2变电站综合自动化系统相关技术

如何对变电站进行智能化升级改造

变电站升级和自动化改造方案 智能变电站——是指采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、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、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能，实现与相邻变电站、电网调度等互动的变电站。相比普通变电站，智能站有以下优势： ●节能、环保、结构紧凑。 ●应用电子式互感器解决传统互感器固有问题 ●提高自动化水平、消除大量安全隐患。 ●光缆取代二次电缆。 ●不同设备间可实现无缝连接。 ●设备集成，降低投资 ●提高设备管理水平 ●提高运行效率和水平 变电所综合自动化管理系统为分布式结构，监控后台布置在监控中心，前置工控机、前置服务器、串口服务器、各种通讯设备等采用集中组屏，布置配电室，前置屏与后台监控系统采用光纤网络连接，便于值班人员进行监控管理，我们将所有保护、仪表及变压器温控等设备（带RS485接口）接入现在有自动化系统，保证整个变电站电力监控自动化系统的数据完整。 本系统为多层分布式系统结构，站中前置机系统是通过串口服务器进行通讯端口的转换，并将采集所有数据通过网络上传至后台系统中，利用服务器系统接收的数据和信息来监视各变电站的运行状况，进行数据的分析和存储，参数设置和修改，报表打印和执行遥控、操作票生成等操作命令。系统完成整个变电站的数据和信息的收集整理，通过一定的接口和规约可与BA系统或者动态模拟屏通信或原有系统通讯。变电所监控系统与变电所内就地的每个开关柜上分设的综合保护测控装置及各种智能仪表等其他设备等一起组成变电所综合自动化系统，可快速实行对变电所的连续监视与控制。 对原有开关柜进行改造接线，将所有后台值班所需要的信息量全部接入保护设备或电仪表，这些设备再通过RS485接口用通讯线将信息上传到前置服务器系统。 变电站中所有的数据都通过专线以及安全的VPN通道上送到云中心。

变电站智能化巡检系统方案

变电站智能化巡检系统 建设方案 目录 一、变电站人工巡检现状分析 二、开展智能巡检具备的条件 三、变电站智能化巡视建设方案 四、设备清单及预算 上海精鼎电力科技有限公司

二○一○年八月十五日 变电站智能化巡检系统建设方案 上海精鼎电力科技有限公司 一、变电站人工巡检现状分析 （一）、人工巡检的内容、方式、周期和要求 根据《国家电网公司变电站管理规范》、《无人值守变电站管理规范(试行)》、《安徽省电力公司变电设备管理维护标准》的意见和要求，目前，某供电公司集控站巡视管理规定如下： 1、变电站设备巡视，分为正常巡视（含交接班巡视）、全面巡视、熄灯巡视和特殊巡视，各类巡视应做好记录。 正常巡视(含交接班巡视)：除按照有关要求执行外，有人值守变电站还应严格执行交接班设备巡视，必须在规定的周期和时间内完成。无人值班变电站：集控站所辖站每日1次；其它集控站所辖站每2日1次。 熄灯检查：应检查设备有无电晕、放电、接头有无过热发红现象。有人值班变电站，无人值班变电站每周均应进行1次。 全面巡视（标准化作业巡视）：应对设备全面的外部检查，对缺陷有无发展作出鉴定，检查设备的薄弱环节，检查防误闭锁装置，检查接地网及引线是否好。无人值班变电站每月进行2次，上半月和下半月各进行1次。 特殊巡视：应视具体情况而定。下列情况时应进行特殊巡视：大风前、后；雷雨后；冰雪、冰雹、雾天；设备变动后；设备新投入运行后；设备经过检修、改造或长期停运后重新投入系统运行后；设备异常情况；设备缺陷有发展时；法定节假日、重要保电任务时段等。在法定节假日、重要保电任务时段，各无人值班变电站每日至少巡视一次。 2、迎峰度夏期间除正常巡视外，增加设备特巡和红外测温。无人值班变电站每日巡视1次。红外测温分为正常红外测温、发热点跟踪测温、特殊保电时期红外测温三种。

变电站智能辅助监控系统

变电站智能辅助监控系统

变电站智能辅助监控系统 摘要：介绍了一种变电站智能辅助监控系统，系统以智能控制为核心，对变电站关键设备、安装地点以及周围环境进行全天候的状态监视和智能控制，并能将站端状态、环境数据、火灾报警信息、SF6监测、防盗报警等监测信息传输至调度管理中心。该系统满足了变电站安全生产和安全警卫的需求，具有非常好的推广应用价值。 关键词：智能；监控；网络；变电站 传统的变电站安防智能化系统受传统理念和技术的影响，各个子系统都是孤立的，以至于出现了一种监控“孤岛”现象，无形中降低了系统的实用性、稳定性和安全性，而且增加了投资成本。尤其是现在变电站系统平常的生产过程大量采用无人值守或少人值守的模式。而对于变电站这样的场所来说，远程、实时、多维、自动的智能化综合安保系统是变电站安全运作必备的前提条件。 系统总体设计 根据智能化变电站实际应用需求，把变电站智能辅助控制系统分为三级中心、九大子系统。

三级中心 变电站智能辅助控制系统(以下简称“辅助系统”)为分层、分区的分布式结构，按变电站智能辅助控制省级监控中心、变电站智能辅助控制地区级监控中心、变电站智能辅助控制区域监控中心系统和变电站智能辅助控制站端系统四 级构建，如图1所示。 变电站智能辅助控制系统从区域上分为三级中心，每级中心从技术上都分为主控中心、客户端和接口系统(预留)，用于扩充与其他系统之间的衔接，以及WEB浏览功能。主控中心：包含数据库和管理平台，实现数据存储、权限控制、实时监控、配置管理等全部功能。客户端：在变电站和其他必要的地方电脑上安装客户端，根据权限的不同，操作员可以进行相应的监控、管理和操作。接口系统：系统通过采用IEC61850通信规约与综合自动化等系统的接口和联动。WEB浏览：系统另外提供浏览器的方式，供值班和相关人员实时监控每个变电站区域的环境状态、报警状态、人员进出状态等实时状态。 九大子系统 辅助控制系统必须把环境、视频、火灾消防、SF6、防

变电站综合自动化系统的发展现状及功能分析

变电站综合自动化系统的发展现状及功能 分析 摘要：文章通过笔者的工作实践，阐述了变电站综合自动化系统的发展现状及组成，从中着重针对变电站综合自动化系统的主要功能进行了分析与研究，提出自己的看法，旨在为 变电站自动化工程的未来发展提供有利的参考。 关键词：变电站；综合自动化系统；现状；系统功能 中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号： 变电站综合自动化是一项提高变电站安全、可靠稳定运行水平，降低运行维护成本，提高经济效益，向用户提供高质量电能服务的一项措施。随着通信技术、计算机和网络技术等的迅速发展，一方面综合自动化系统取代或更新传统的变电站二次系统，已经成为必然趋势。另一方面，保护本身也需要自检查、故障录波、事件记录、运行监视和控制管理等更强健的功能。本文就变电站综合自动化系统的现状及功能进行分析，以供大家参考。 一、变电站综合自动化系统的发展现状 变电站综合自动化系统具有安全可靠、功能齐全、结构简单和技术先进的优点，且这些优点通过一些新建变电站的运行得到了很好的证明。近年来，变电站综合自动化系统

的水平飞速发展，在我国电力系统、城乡电网建设与改造中得到了越来越广泛的普及和应用。无论是 220kV及以上的超高压变电站的设计与建设，还是中低压变电站的无人值班，都应用了自动化新技术，这一应用使得电网建设和电力系统的现代化水平大大提高，并且使电网调度和配输电的可能性增强以及变电站的建设成本更为低廉。 二、变电站综合自动化系统组成 在变电站综合自动化系统中，通常把继电保护、动重合闸、故障录波、故障测距等功能综合在一起的装置称为保护单元，而把测量和控制功能综合在一起的装置称为控制或I/0单元，两者通称为间隔级单元。各种类型的间隔级单元搜集到的状态量和测量值，通过软件来实现各种保护闭锁。它主要由以下几部分构成：微机保护单元主要完成信号的测量、传递、保护的计算和执行、接受上位机的指令并执行，通讯网络主要完成信号的传递，后台管理机主要完成对保护单元上传来的信号进行分析处理及显示、提供人机对话窗口、接受操作人员的指令、向上位管理机传递及时信息，为管理人员提供决策信息。 站控层的主要功能就是作为数据集中处理的保护管理，担负着上传下达的重要任务，对下它可以管理各种间隔单元装置，包括微机监控、保护、自动装置等，收集各种数据并发出控制命令，起到数据集中作用，还可以通过现场总