智能变电站二次系统研究

黄凌（国网福建省福安市供电有限公司，福建福安 355000）

智能变电站二次系统研究

黄凌
（国网福建省福安市供电有限公司，福建福安 355000）

随着国民经济的快速发展和科学技术的不断进步，电网技术的发展越来越快，逐步向信息化、数字化、自动化、互动化的智能电网迈进。智能变电站是智能电网的重要环节，对于提高电网运行管理水平、保障电网安全稳定运行具有十分重要的意义。本文首先介绍了智能变电站及其技术特点，并对其二次系统设计进行了深入探讨。

智能变电站 二次系统 设计

1　引言

智能变电站是采用先进、可靠、集成和环保的智能设备，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、计量和检测等基本功能，并具备支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策和协同互动等高级功能的变电站。与传统变电站相比，智能变电站能够完成范围更宽、层次更深、结构更复杂的信息采集和信息处理，控制手段更加灵活可靠，是变电站的发展方向。而在智能变电站设计中，二次系统占据重要的地位，本文主要针对智能变电站二次系统设计展开探讨。

2　智能变电站技术特点

智能变电站从源头将数据变成数字化信息，实现电气数据采集的数字化，为信息集成化和数据共享性提供坚实的技术支撑。智能变电站使变电站具备监视、控制和故障录波等功能，由功能单一模式的传统变电站转变为利用计算机监控系统的继电保护、安全装置的数字化变电站，把原有的硬件重复配置问题、信息不共享缺陷、成本高的问题，转化成新装置与系统间可通过串口或网口交换信息的智能系统，为分散二次系统装置向信息集成和功能优化转变提供了坚实的基础。

3　智能变电站二次系统

智能变电站主要使用IEC为主要信息交换标准，其主要优点为自由分配智能变电站功能，包括集成与逻辑功能。物理基础主要通过多功能融合手段，统一导入单一设备中整合为基础装置，并且利用逻辑连接实现信息交换与集成。通过IEC 平台建立二次系统可以实现跨区域的信息交流互动机制，并且帮助电力工作人员完成远程协助功能，达到区域全局控制功能，为协调变电站运行提供了设备基础。智能变电站需要使用IEC进行二次系统编绘，建立起完善的统一信息模型。利用GPS 系统的精准定时功能，通过PMU技术进行高精度采样，将全网的电气量统一收集，并且进行精准计算。将IEC 的应用范围延伸到电力系统之中，通过变电站与控制中心的联动效果统一控制电力系统。电气量是电力系统中非常重要的关联要素，所以必须在处理系统问题的过程中，将系统全局结构参考在其中，保证变电站与控制中心的联动性。

3.1系统构成

智能变电站二次系统主要由三个部分构成：站控层、间隔层与过程层。站控层主要是提供变电站运行的联系界面，提供对间隔层和过程层中设备的管理，全方面对变电站内实行监控管理，并与远距离外的监控中心实现通信功能；间隔层的子系统主要包括监测、保护、计量、测相量等内容，即使是出现了站控层故障或网络失效的情况，间隔层也能实现对设备独立的就地测控；过程层主要任务是一次设备相关功能的完成，该层主要有互感器、智能终端与合并单元等，能实时监控设备运行状态，对命令的执行实现控制。在现有的智能变电站中，采用的是智能就地终端箱形式，通过智能终端对设备运行和控制情况的信号与命令进行转换，并形成数字化的信号。

3.2网络结构

智能变电站全站网络宜采用高速以太网组成，通信规约宜采用DL/T860标准，传输速率不低于100Mbps。全站网络在逻辑功能上分为站控层网络和过程层网络，站控网连接站控层和间隔层设备，过程网连接间隔层设备和过程层设备。

变电站站控层、过程层网络结构应符合DL860.1定义的变电站自动化系统接口模型，以及逻辑接口与物理接口映射模型。站控层网络、过程层网络应相对独立，减少相互影响。

（1）站控层网络通过相关网络设层其他设备、间隔层网络通信。逻辑功能上，覆盖站控层之间数据交换接口、站控层与间隔层之间数据交换接口。可传输MMS报文和GOOSE报文。网络结构拓扑采用单星型。

（2）过程层网络通过相关网络设备完成间隔层与过程层设备、间隔层设备之间以及过程层设备之间的数据通信，可传输GOOSE报文和SV报文。过程层保护装置采用点对点结构，即各间隔的测控保护装置直接与互感器合并单元、开关智能终端相连，以满足保护“直采直跳”的要求。1 1 0 k V过程层G O O S E报文采用网络方式传输，G O O S E网络采用星形单网结构，1 1 0 k V过程层S V不单独组网。35kV、10kV电压等级不配置独立的过程层网络，GOOSE 报文通过站控层网络传输。

3.3设备选择

智能变电站主要使用设备有电子互感器、二次设备、智能开关等，而二次设备中网络设备是唯一选择方案。电子互感器可以选择有源或者无源互感器，无源设备主要使用光学传感技术，有源互感器在我国较为常见，技术水平较为成熟。理想智能开关与传统开关相互组合式非常适合的开关方案，利用传统开关在不重要的区域进行控制，利用智能开关处理复杂的控制系统，由于智能开关造价较高，所以合理安排两者可以实现系统的自我维护、在线监测、远程控制等功能，目前传统与智能组合开关在我国属于主流开关方法。

4　结语

智能变电站建设是当前我国智能电网建设的关键环节，起着重要的支撑作用，占据核心地位。智能变电站的二次设计是一项专业且复杂的系统工程，不仅要考虑运行的安全性和稳定性，同时系统的相关功能必须要满足要求。电力企业应当重视智能变电站二次设计工作，不断进行改进和完善，推动智能变电站的建设与技术应用。

［1］高翔.智能变电站技术［M］.北京：中国电力出版社，2012.

［2］修黎明，高湛军，黄德斌，等.智能变电站二次系统设计方法研究［J］.电力系统保护与控制，2012，（22）：124-128.

［3］孟伟洁，陆兴.220kV智能变电站设计关键问题分析［J］.电力与能源，2013，34（5）：482-485.

黄凌（1984—），男，助理工程师，主要从事电网二次检修（继电保护）方面的工作。