智能变电站的规划与建设探究

2018-12-21王晓东

机电信息 2018年36期

关键词：控层报文网络化

王晓东

（国网浙江义乌市供电有限公司，浙江金华322000）

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智能电网建设推动了智能变电站建设的热潮，智能变电站技术含量高、对设备可靠性要求高，给其自身的规划与建设带来了新的命题。智能变电站体系复杂，内部各类一次和二次设备众多，有必要探究智能变电站的详细规划与建设技术，以推动我国智能电网建设。

1 智能变电站及其架构概述

智能变电站是智能电网的代表，近年来，随着我国智能电网建设如火如荼地开展，智能变电站遍地开花。智能变电站的重要特征在于信息化和自动化，其内部众多的电气设备网络互联，信息能够互操作，能够基于一个友好、互操作、共享的信息网络实时交换站内信息。

图1为一个典型的智能变电站的三层两网架构，其中，三层是指过程层、站控层、间隔层，具体如下：

1.1 过程层

过程层主要是智能变电站内的各个设备，包括各类设备：光电式互感器、智能开关装置、各类中间通信装置（合并单元、智能终端）。过程层用于变电站内的信息采集与控制，以及各类命令的执行。

1.2 站控层

站控层是整个变电站的灵魂与控制中心，也是变电站的管理中枢，主要实现各类控制信息、通信信息交换以及网络对时功能，完成站内的状态交换，并进行相应的逻辑分析，实现闭锁、跳闸等功能。

1.3 间隔层

作为三层之间的联系层和过渡层，间隔层主要是指各类二次设备，这一层主要包括各类继电保护和安全自动装置、相应的测控仪表等，来实现保护智能变电站运行安全的功能。

2 智能变电站的规划与建设

智能变电站规划时，需要考虑的因素众多，包括建设成本、规划选址、拆迁成本、周边环境等，综合各类因素后才能进入实施阶段。目前，智能站建设最常用采用的是紧凑型，以最大化地进行信息的共享与整合，可以从变电站电气一次、电气二次、网络化等方面考虑。

2.1 智能变电站电气一次

智能变电站的电气一次设备与常规一次设备有所区别，以光电式、光纤为主，智能变电站对电气一次的要求比常规变电站高，同时所需造价更高。在进行智能变电站电气一次的规划时，应充分考虑满足智能化设备、智能组件等与电气一次的集成化，并进行电气一次设备安装、排布、环境的综合评估，实现智能变电站智能化、集成化、一体化的需求。

图1 智能变电站的三层架构

以某110 kV智能变电站为例，该变电站采用内桥接线，采用中性点接线方式，综合考虑到智能变电站的设计需求和标准，采用了双层配电方式，站内直接接入110 kV电源，并实现无人值守情况下的安全稳定运行。一次设备方面，变压器安放和布置在变电站外，变电站一层设计了电容器组、低压配电室、接地变室，二层设计了地理信息系统，并在整个变电站内布置了设备搬运与安装通道。

2.2 智能变电站电气二次

进行电气二次规划设计时，需要考虑共享性和唯一性的双重原则。首先，共享性的问题，各类电气二次设备不应该进行数据重复采集，同时，智能变电站内部各类电气二次设备应该信息共享，并基于相同的通信规约，具有良好的互操作性。此外，唯一性，所有的信号和出口均为一对一设计和规划，不可进行重复规划设计。

二次设备厂家众多、分类众多，在站内需要进行组屏，需要注意以下原则：适宜采用集中布置的原则，适当进行组合和优化，确立合适的组屏方案；如果应用了户内配电，则配电现场应该安装相应的保护和测控装置，进行就地安装。

值得注意的是，根据现行的《110（66）～220 kV智能变电站设计规范》，虽然在三层两网上没有差异，但现行规范出台较晚，不少条款在设计规范上与实际建设存在差异，在进行变电站建设时应该充分考虑这些差异。

2.3 智能变电站网络化控制

以某110 kV变电站的二次设备网络化为例，站内二次组网集合了站控层相关设备、间隔层各类保护与测控设备，根据“四网合一、三层一网”的原则，将其变电站事件（GOOSE）报文、制造报文规范（MMS）报文、IEEE.1588对时报文、采样测量值（SMV）报文同网传输，这种通信方式极大地便利了站间设备的网络化，如图2所示。