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智能变电站意义及关键技术研究
作者：曹定
来源：《中国新技术新产品》2013年第04期
摘 要：基于IEC61850标准，对研究智能变电站重要意义进行了探讨。结合智能变电站二次体系结构，对智能变电站关键技术进行研究，从整体上对智能变电站相关技术进行阐述。 关键词：智能变电站 ；意义 ；关键技术 ； 体系结构 中图分类号：TM41 文献标识码：A 1实现智能变电站的重要意义
变电站自动化技术经过十多年的发展已经达到一定的水平，一定程度上提高了电网建设的现代化水平，增强了输配电和电网调度的可靠性。然而，传统变电站自动化系统仍然存在下列问题：
①互操作问题
由于不同厂家变电站自动化系统采用的通信技术和协议各不相同，造成产品之间缺乏互操作性，导致集成和维护成本的增加，也降低了系统的可靠性。 ②电磁式互感器的问题
传统互感器存在铁芯饱和、暂态特性差和体积庞大等缺点，难以满足现代自动化技术的需求。
③常规一次设备的问题
目前多数变电站都没有装设状态监视设备，由于缺乏一次设备状态监视信息，通常只能采用计划检修，而不能实现状态检修。同时，非智能断路器设备也不能实现按波形控制合闸角和在线监测的功能。
④线缆投资、运行维护费用较高
智能变电站成功地解决了上述传统变电站存在的问题，是电力系统发展的必然趋势，是通讯技术、信息技术和计算机技术发展的必然结果。IEC61850标准以及智能技术在变电站内的全面推广应用将是解决这些难题的关键所在。目前，国际电工委员会TC57工作组已经制定了《变电站通信网络和系统》系列标准--IEC 61850，为变电站自动化系统提供了统一平台和标准框架。随着电子式电流、电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真
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等技术日趋成熟，以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用，势必对已有的变电站自动化技术产生深刻的影响，全智能的变电站自动化系统即将得到广泛的应用。通过智能变电站技术的研究和实施，提高变电站自动化系统以及整个电网的技术水平和安全稳定运行水平。 目前我国正在大力建设创新型国家，国家电网公司已成为全国“创新型试点企业”。国家电网公司高度重视科技进步和自主创新，将其作为公司和电网发展的战略支撑，力争掌握一批拥有自主知识产权的关键技术和核心技术，占据世界电力科技发展制高点，在能源技术创新中积极发挥主体作用和表率作用，服务创新型国家建设。而智能变电站在各个方面均顺应了科技进步和自主创新的要求。首先在技术储备方面，IT技术与通信技术近些年来的突破性进展使得智能变电站从技术和经济角度而言成为可能，智能化电气设备的发展，特别是智能化断路器、电子式互感器等机电一体化智能设备的出现，使得变电站进入了智能发展的新阶段；其次在发展水平上看，在智能变电站的研究、试验、工程推广等方面，国外企业也刚刚开展，尤其国内在ECT/EPT及变电站自动化等方面的研究工作并不落后于国外企业，可以说实现智能变电站是建设创新型电网的要求，也是我国电力行业赶超国际水平的一个契机。
通过智能66kV变电所的建设与研究，提出适合中国电网结构及运行方式的完整的66kV智能变电站系统方案，将对鞍山以至整个辽宁电网的智能建设工作产生积极影响。 2智能变电站含义及其关键技术
智能变电站技术是指基于IEC61850标准建立全站统一的数据模型和数据通信平台，实现站内一次设备和二次设备的智能通信，以全站为对象统一配置保护和自动化功能。其主要特征包括：
基于IEC61850的全站统一的数据模型及通信服务平台； 智能化一次电气设备；
基于全站统一授时的网络化二次设备。
我们认为实现\智能变电站\的关键技术包括以下几点： ①IEC61850的体系架构 ②全站功能的统一配置 ③一体化功能系统控制器 ④通信网络架构
⑤电子式电流/电压互感器
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⑥智能化的一次设备 ⑦全站统一的授时系统 a） 智能变电站基本内容
分析上述智能变电站要求可见，完整的智能变电站方案应包括符合IEC61850标准的全部一次、二次系统的实现。大体可分为以下几部分内容： a）一次部分 变压器 开关、刀闸 直流系统等 b）二次部分
二次系统在逻辑上按功能可分为过程层、间隔层和变电站层，结构如图1所示： ①硬件设备
为实现图1所示的逻辑功能，二次系统设备包括： a.电子式互感器、合并单元 b.变压器智能单元 c.开关、刀闸控制器 d.直流系统智能单元
e.满足IEC61850标准的系统控制器 f.监控主机（操作员站，工程师站） g.远动主机 h.打印服务器
i.工业以太网交换机和用于光纤通信的光端机