智能變電站_圖文

1、綜述2010年第 8期·智能電網(wǎng)技術(shù)及裝備專刊4智能變電站張沛超 1 高 翔 2(1. 上海交通大學(xué)國家能源智能電網(wǎng)研發(fā)中心,上海 200240;2. 上海思源弘瑞自動(dòng)化有限公司,上海 201108摘要 本文分析了智能變電站產(chǎn)生的技術(shù)背景,討論了智能變電站的設(shè)計(jì)原則,分析了智能 變電站的典型技術(shù)特征和基礎(chǔ)支撐技術(shù)。最后,對(duì)現(xiàn)階段智能變電站工程實(shí)施中的若干問題進(jìn)行 了討論。關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng);數(shù)字化變電站;智能變電站;IEC 61850;智能電子裝置Smart SubstationZhang Peichao1 Gao Xiang2(1.State Energy Smart Grid R&

2、amp;D Centre, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240;2.Shanghai SHR Automation Co., Ltd, Shanghai 2011081 引言智能電網(wǎng) 1-2是促進(jìn)可再生能源發(fā)展、 實(shí)現(xiàn)低碳 經(jīng)濟(jì)的核心。繼美國之后,我國有望成為第二個(gè)將 智能電網(wǎng)上升為國家戰(zhàn)略的國家。智能變電站是伴 隨著智能電網(wǎng)的概念而出現(xiàn)的,是建設(shè)智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)和支撐。在現(xiàn)代輸電網(wǎng)中,大部分傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等一次設(shè)備,以及保護(hù)、測量、控制等 二次設(shè)備皆安裝于變電站中。作為銜接智能電網(wǎng)發(fā) 電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度六大環(huán)節(jié)的關(guān)

3、鍵,智能變電站是智能電網(wǎng)中變換電壓、接受和分 配電能、 控制電力流向和調(diào)整電壓的重要電力設(shè)施, 是智能電網(wǎng)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”三流匯集 的焦點(diǎn), 對(duì)建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)具有極為重要的作用。 為有效推進(jìn)智能變電站建設(shè)的規(guī)范化,國家電 網(wǎng)公司在總結(jié)前幾年近百個(gè)各種類型數(shù)字化變電站 項(xiàng)目實(shí)施經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,組織一系列標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的 討論 3-6,并由智能電網(wǎng)部牽頭編寫了智能變電站 技術(shù)導(dǎo)則 、 高壓設(shè)備智能化技術(shù)導(dǎo)則等;由基建部牽頭編寫了 智能變電站設(shè)計(jì)規(guī)范 ; 由國調(diào)中心牽頭編寫了 智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)規(guī)范 ; 由國網(wǎng)公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院牽頭編寫了智能電網(wǎng)試點(diǎn)項(xiàng)目評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與評(píng)價(jià)方法研究等。這些標(biāo)

4、準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的出臺(tái),為下階段智能變電站的項(xiàng)目實(shí)施試點(diǎn)提供了規(guī)范化的依據(jù)。本文分析了智能變電站產(chǎn)生的技術(shù)背景,討論了智能變電站的設(shè)計(jì)原則,分析了智能變電站的典 型技術(shù)特征和基礎(chǔ)支撐技術(shù)。最后,對(duì)現(xiàn)階段智能 變電站工程實(shí)施中的若干問題進(jìn)行了討論。 2 智能變電站技術(shù)內(nèi)涵 2.1 數(shù)字化變電站與智能變電站 “數(shù)字化變電站”是指 7-8:變電站二次控制系 統(tǒng)采用數(shù)字化電氣量測技術(shù);二次側(cè)提供數(shù)字化的 電流、電壓輸出信號(hào);變電站信息實(shí)現(xiàn)基于 IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一信息建模;站內(nèi)自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 分層、分布式布置; IED 設(shè)備之間的信息交互以網(wǎng) 絡(luò)方式實(shí)現(xiàn);斷路器操作具有智能化判別特征?！爸悄茏冸娬?/p>

5、”是指 4:由先進(jìn)、可靠、節(jié)能、 環(huán)保、集成的智能設(shè)備組合而成,以高速網(wǎng)絡(luò)通信 平臺(tái)為信息傳輸基礎(chǔ),自動(dòng)完成信息采集、測量、 控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測等基本功能,并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決 策、協(xié)同互動(dòng)等高級(jí)應(yīng)用功能的變電站。 由上可見,智能變電站與數(shù)字化變電站既有密 不可分的聯(lián)系,也存在重要差別。數(shù)字化變電站主 要強(qiáng)調(diào)手段,而智能變電站更強(qiáng)調(diào)目的。與數(shù)字化 變電站相比,智能變電站概念中更蘊(yùn)含了兩個(gè)方面 綜 述 智能電網(wǎng)技術(shù)及裝備專刊·2010年第 8期 5的集成:物理集成和邏輯集成,如圖 1所示。圖 1 物理集成和邏輯集成(1物理集成。在智能變電站中,將屬

6、于相同 一次設(shè)備的信息采集、測量、控制、保護(hù)、計(jì)量和 監(jiān)測等基本功能集成到同一“智能組件”中;進(jìn)一 步,該“智能組件”可以內(nèi)嵌到一次設(shè)備內(nèi)部,構(gòu) 成“智能設(shè)備”。上述物理集成將逐漸弱化一次設(shè) 備和二次設(shè)備的界限,強(qiáng)調(diào)一、二次設(shè)備的融合。 站在系統(tǒng)的層面,這種物理集成真正體現(xiàn)了面向?qū)?象、功能自治的思想,有利于提高間隔功能的可靠 性,降低運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用。(2邏輯集成。另一方面,電力系統(tǒng)本質(zhì)是一 個(gè)互聯(lián)的系統(tǒng)。僅依靠單間隔、局部信息是難以在 系統(tǒng)層面優(yōu)化保護(hù)與控制功能的。為此,智能變電 站同時(shí)強(qiáng)調(diào)邏輯集成, 以構(gòu)成面向系統(tǒng)的虛擬裝置, 實(shí)現(xiàn)就地、區(qū)域和全局功能的協(xié)調(diào),支持具有在線 決策、協(xié)同互動(dòng)特

7、征的各種高級(jí)應(yīng)用。在 IEC 61850中,邏輯節(jié)點(diǎn)、邏輯設(shè)備、邏輯 連接等概念支撐了 IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)重要制訂 目標(biāo),即實(shí)現(xiàn)“功能可以自由分配”。在智能變電 站中,物理集成和邏輯集成可以有機(jī)共存,正是對(duì) IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的充分實(shí)踐。 通過上述分析, 可以得 出數(shù)字化變電站與智能變電站的兩個(gè)主要區(qū)別。(1 在設(shè)備層面, 智能變電站更強(qiáng)調(diào)智能一次 設(shè)備概念。數(shù)字化變電站己經(jīng)具有了一定程度的設(shè) 備集成和功能優(yōu)化的概念,而智能變電站設(shè)備集成 化程度更高,可以實(shí)現(xiàn)一、二次設(shè)備的一體化、智 能化整合和集成。(2 在系統(tǒng)層面, 智能變電站更具備“全網(wǎng)” 意識(shí) 9。數(shù)字化變電站主要從滿足變

8、電站自身的需 求出發(fā),而智能變電站則更強(qiáng)調(diào)滿足電網(wǎng)的運(yùn)行要 求,比數(shù)字化變電站更加注重變電站之間、變電站 與調(diào)度中心之間的統(tǒng)一與協(xié)調(diào),以在全網(wǎng)范圍內(nèi)提 高系統(tǒng)的整體運(yùn)行水平為目標(biāo)。 2.2 智能變電站與智能電網(wǎng)顯然,智能變電站的設(shè)計(jì)和建設(shè),必須在智能 電網(wǎng)的背景下進(jìn)行。智能變電站應(yīng)對(duì)我國智能電網(wǎng) 信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化、互動(dòng)化提供直接支撐。(1在以數(shù)字化為基礎(chǔ)的智能變電站中,如下 技術(shù)正在走向成熟:高精度、 小型化的非常規(guī)互感器 技術(shù) 10-14, 符合 IEEE 1588標(biāo)準(zhǔn)的千兆以太網(wǎng)交換技 術(shù), 高精度 (µs級(jí) 的全網(wǎng)高精度同步采樣技術(shù) 18,19, 以及具有“無擾恢復(fù)”(b

9、umpless 和自愈能力的高 可靠通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 20。這些技術(shù)的廣泛采用將確保 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、 完整性、 及時(shí)性、 一致性和可靠 性,從而為智能電網(wǎng)提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)字化條件。(2智能變電站系統(tǒng)是以 IEC 6185015作為主 要的信息建模和信息交換標(biāo)準(zhǔn)?；诮y(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn), 可以建立就地、區(qū)域以及廣域保護(hù)、測量、控制的 統(tǒng)一信息模型,實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的、滿足實(shí)時(shí)信息交換要 求的信息訂閱 /發(fā)布機(jī)制,實(shí)現(xiàn)智能裝置的互操作、 “即插即用”和實(shí)時(shí)信息交換,為智能電網(wǎng)準(zhǔn)備信 息化基礎(chǔ)條件。(3智能變電站中將部署很多具有高度功能集 成的一體化智能裝置,能夠?qū)θ龖B(tài)數(shù)據(jù)(穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)、 暫態(tài)數(shù)據(jù)、 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù) 進(jìn)行統(tǒng)一采

10、集和處理, 從而大 大提高智能電網(wǎng)對(duì)全景信息的感知能力, 提高高級(jí)應(yīng) 用的精度和魯棒性,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、互動(dòng)化的目標(biāo)。(4 由于非常規(guī)互感器的廣泛采用以及基于統(tǒng) 一信息建模,可更為方便地實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)信息的采 集、傳輸、分析和挖掘,實(shí)施狀態(tài)維修,實(shí)現(xiàn)變電 站設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)控、診斷信息與電網(wǎng)運(yùn)行管理的雙 向互動(dòng), 為實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)全壽命周期管理打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。(5 智能電網(wǎng)擁有更大量新型柔性交流輸電技 術(shù)及裝備的應(yīng)用,以及風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電等間 歇式分布式清潔電源的接入。中低壓智能化變電站 允許分布式電源的接入,需要滿足間歇性電源“即 插即用”的技術(shù)要求。3 智能變電站設(shè)計(jì)原則20世紀(jì) 90年代以來,變電站自

11、動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè) 計(jì)原則逐步從傳統(tǒng)變電站“面向功能”(保護(hù)、監(jiān) 控、錄波、計(jì)費(fèi)、通信、遠(yuǎn)動(dòng)等的設(shè)計(jì),走向了 “面向間隔”(主變、出線、母線、母聯(lián)、分段開 關(guān)等的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了從“條條”到“塊塊”的轉(zhuǎn) 變。按照間隔的設(shè)計(jì)原則遵循了電力系統(tǒng)變電站按 照間隔建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)的特點(diǎn)。智能變電站系統(tǒng)在繼承基于“間隔”的設(shè)計(jì)思 想基礎(chǔ)上,必須能有效解決現(xiàn)有變電站自動(dòng)化系統(tǒng) 存在的問題, 體現(xiàn)信息采集和應(yīng)用的“唯一、 同步、 標(biāo)準(zhǔn)、全站”的特征。具體來講有如下設(shè)計(jì)原則: 綜 6 4 4.1綜 述智能電網(wǎng)技術(shù)及裝備?？?#183;2010年第 8期 7采直跳”的模式, 在高壓系統(tǒng)符合繼電保護(hù)對(duì)于“四 性”的要求,即可

12、靠性、快速性、選擇性、靈敏性。 在整流型、 晶體管、 集成電路、 微機(jī)保護(hù)的不同技術(shù) 發(fā)展階段, 隨著技術(shù)進(jìn)步保護(hù)的“四性”不斷得到改 善。 在工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)同步技術(shù)尚未在實(shí)踐中 得到充分驗(yàn)證的情況下, 保護(hù)“直采直跳”模式體現(xiàn) 了電網(wǎng)第一道防線的簡約化原則, 任何技術(shù)實(shí)現(xiàn)不能 以降低保護(hù)的“四性”為代價(jià)。除保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)外,信息的應(yīng)用模式是智能變 電站有別于傳統(tǒng)變電站的重要特點(diǎn)。 同時(shí), IEC61850標(biāo)準(zhǔn)為信息共享提供了技術(shù)體系的支持,設(shè)備之間 支持互操作,不同廠家的 IED 裝置可以自由交換信 息。在此基礎(chǔ)上可以建立基于全站信息的數(shù)據(jù)中心 和面向?qū)ο蟮墓收箱洸ǚ治銎脚_(tái)。真正建立電力

13、系 統(tǒng)運(yùn)行分析“黑匣子”,為事故分析的可追憶提供 完整數(shù)據(jù)支撐。4.3 信息應(yīng)用智能化智能變電站的站控層可以獲得“高質(zhì)量”的數(shù) 據(jù),數(shù)據(jù)的“高質(zhì)量”體現(xiàn)在“同步、全站、唯一、 標(biāo)準(zhǔn)”。其中,“同步”指這些數(shù)據(jù)都是由經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 對(duì)時(shí)同步后由各個(gè)合并單元送來,信息具有同步性 特征; “全站”是指數(shù)據(jù)覆蓋了變電站的各個(gè)方面, 對(duì)應(yīng)用而言信息具有完備性特征;“唯一”是指一 個(gè)電氣量只由一個(gè)設(shè)備采集,體現(xiàn)“一處采集,全 網(wǎng)共享”的數(shù)據(jù)共享機(jī)制,徹底消除了數(shù)據(jù)的二義 性;“標(biāo)準(zhǔn)”是指數(shù)據(jù)的表達(dá)、獲取等滿足 IEC 61850標(biāo)準(zhǔn),通過工程工具可以輕松獲取數(shù)據(jù),以 專注于應(yīng)用, 從而避免大量的規(guī)約轉(zhuǎn)換和驅(qū)動(dòng)工作

14、, 信息具有標(biāo)準(zhǔn)化特征?；?IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的信息具有“自我描述” 功能,變電站的數(shù)據(jù)源非常有序、標(biāo)準(zhǔn),因此,可 以比較容易地突破常規(guī)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的“信息 孤島”現(xiàn)象。通過對(duì)于數(shù)據(jù)的有效處理,提升應(yīng)用 功能的智能化程度,如源端數(shù)據(jù)維護(hù)、基于規(guī)則的 智能防誤、基于實(shí)時(shí)模擬量信息的智能操作票、順 序控制、基于全站信息共享的站域控制等。 4.4 設(shè)備檢修狀態(tài)化國家電網(wǎng)公司在 2008年 11月組織編制完成了 資產(chǎn)全壽命周期管理框架體系 , 明確了公司資產(chǎn) 全壽命周期管理總體目標(biāo)、工作流程和管理方法, 建立了總體框架、實(shí)施體系和評(píng)估改進(jìn)體系,確定 了評(píng)估指標(biāo)體系、 評(píng)估流程和評(píng)估模型的構(gòu)建思

15、路, 并制訂了詳細(xì)的分步實(shí)施方案。因此,智能變電站 的建設(shè)必須考慮變電站全生命周期管理,在滿足安 全、效能的前提下追求資產(chǎn)全壽命周期成本最優(yōu), 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化。實(shí)現(xiàn)變電站的全生命周期管理其關(guān)鍵在于設(shè)備 的狀態(tài)監(jiān)視技術(shù)。電力設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)視不是一個(gè)新 問題,在國內(nèi)已經(jīng)有了幾十年的發(fā)展歷史,但諸多 因素的影響使電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視技術(shù)和產(chǎn)品在實(shí)際 應(yīng)用過程中的表現(xiàn)并不盡如人意。從體系架構(gòu)上, 現(xiàn)有系統(tǒng)都是一種縱向結(jié)構(gòu),其特點(diǎn)是:各狀態(tài) 監(jiān)視系統(tǒng)在縱向上呈現(xiàn)一種相對(duì)封閉的結(jié)構(gòu)體系, 信息缺乏統(tǒng)一建模,通信規(guī)約多為私有。不同狀態(tài) 監(jiān)視系統(tǒng)之間的信息共享很難,存在很大的規(guī)約轉(zhuǎn) 換鴻溝;狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)與其他自動(dòng)化系

16、統(tǒng)之間同 樣缺乏信息共享機(jī)制。由此帶來的問題有:在信息采集方面,面向 單一設(shè)備。難以在統(tǒng)一架構(gòu)下覆蓋全站所有需要監(jiān) 測的電氣設(shè)備,無法實(shí)現(xiàn)從“設(shè)備”監(jiān)測到“系 統(tǒng)”監(jiān)測的轉(zhuǎn)變;在信息處理方面,狀態(tài)信息單 一,難以綜合利用電氣量、非電氣量、環(huán)境變量等 進(jìn)行多信息融合;在信息存儲(chǔ)方面,信息獨(dú)立存 儲(chǔ),冗余度大,難以直接利用變電站自動(dòng)化系統(tǒng)已 有存儲(chǔ)系統(tǒng);在信息應(yīng)用方面,由于和其他自動(dòng) 化系統(tǒng)缺乏有效的信息共享機(jī)制,難以實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢 修,設(shè)備狀態(tài)信息難以參與運(yùn)行決策。智能變電站提供了更好的條件以解決上述問 題,并使得電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)可以融入統(tǒng)一的 智能電網(wǎng)廣域監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)。智能變電站狀態(tài)檢修主要

17、集中在兩個(gè)方面: (1 高壓設(shè)備狀態(tài)技術(shù)。 高壓設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測 主要集中在變壓器、斷路器方面,需要逐步從外掛 式互感器向內(nèi)嵌式互感技術(shù)發(fā)展。同時(shí),由于智能 變電站中過程層設(shè)備靠近一次設(shè)備安裝,通過光纜 將一次設(shè)備的狀態(tài)信息傳輸出來,因此,有可能將 反映一次設(shè)備狀態(tài)變化的微弱信息無衰減地傳送出 來,提高一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測信息的完整性。(2 二次系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視 17。 變電站自動(dòng)化系統(tǒng) 主要由 IED 設(shè)備、 電纜、 光纜及連接器件組成。 IED 本身具有完整的自檢功能,因此,二次系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān) 測的難點(diǎn)在于整個(gè)回路不能有監(jiān)測盲點(diǎn),以往綜自 系統(tǒng)存在的大量二次電纜是無法實(shí)現(xiàn)狀態(tài)的有效監(jiān) 視。 80年代微機(jī)

18、保護(hù)解決了保護(hù)裝置邏輯回路簡化 問題, 90年代綜合自動(dòng)化變電站解決了變電站間隔 層和變電站層的信息傳輸、展示問題,因此,智能 綜 85 5.1 綜 述 Availability Seamless Ring，HSR。在 IEC 61850-9-2 Ed 2.0 中， 將把采用基于 PRP 或 HSR 的網(wǎng)絡(luò)作為過 程總線的技術(shù)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)則。 5.4 GARP 組播注冊(cè)協(xié)議 GARP 組播注冊(cè)協(xié)議（GMRP，GARP Multicast Registration Protocol）實(shí)現(xiàn) IED 和交換機(jī)的互動(dòng) 8， 由裝置告訴交換機(jī)需要接收哪些組播地址的數(shù)據(jù)， 避免了交換機(jī)的維護(hù)工作，自然也就不存在

19、人工配 置所可能帶來的問題。 GMRP 是一種基于以太網(wǎng)鏈路幀的自動(dòng)組播配 置方案， 不同于 IGMP Snooping 三層組播管理方法， 可適用于組播報(bào)文直接映射到第 2 層的 IEC 61850 過程層通信。裝置可根據(jù) SCD 文件中的 GOOSE 和 采樣值配置， 識(shí)別出所需要接收的以太網(wǎng)組播地址， 采用 GMRP 報(bào)文格式告訴交換機(jī)在連接的端口上轉(zhuǎn) 發(fā)哪些組播報(bào)文。GMRP 在不會(huì)給繼電保護(hù)等關(guān)鍵 應(yīng)用帶來額外的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)榻粨Q機(jī)和設(shè)備間的組播 配置異常帶來的結(jié)果無非兩種：轉(zhuǎn)發(fā)了不希望的組 播報(bào)文或收不到希望的正常報(bào)文，而這兩種情況在 人工劃分 VLAN 等方式下同樣可能發(fā)生，裝置應(yīng)會(huì)

20、 在應(yīng)用層對(duì)它識(shí)別并進(jìn)行相應(yīng)的告警處理。 相比于傳統(tǒng)變電站圍繞著紙質(zhì)圖紙，智能變電 站圍繞著 SCD 文件。從所能表達(dá)的內(nèi)涵上，圖紙和 SCD 文件是相同的。但其本質(zhì)區(qū)別在于，前者是人 可 讀 （ human-readable ） 而 后 者 則 是 機(jī) 器 可 讀 ， （machine-readable）的。機(jī)器可讀的意義在于，可 以最大程度摒棄設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)人員的非標(biāo)準(zhǔn)化和 個(gè)人風(fēng)格化， 最大程度利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)的設(shè)計(jì)、 模型變換、校核和測試。所以，在未來的智能變電 站建設(shè)中， 必將具備用 SCD 文件代替?zhèn)鹘y(tǒng)二次圖紙 的條件，設(shè)計(jì)工作和系統(tǒng)集成工作將逐漸融合，設(shè) 計(jì)院可以逐漸承擔(dān)起系統(tǒng)

21、集成商的角色，設(shè)計(jì)工作 可以直接提交出包含全站模型信息的 SCD 文件并 提供給各設(shè)備廠商，供其直接導(dǎo)入，完全避免了原 先對(duì)照?qǐng)D紙、依靠人力進(jìn)行信息輸入和現(xiàn)場接線的 弊端，從而在工程實(shí)施這個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)體現(xiàn)智能變電 站的魅力和價(jià)值。 6.2 老站改造模式 大量現(xiàn)存變電站的智能化改造模式是現(xiàn)階段智 能變電站發(fā)展必須考慮的問題，一般來講一次設(shè)備 的生命周期較長，因此，老站改造主要集中在二次 系統(tǒng)方面。由于變電站需要在改造過程中部分承當(dāng) 電網(wǎng)運(yùn)行的作用，因此，需要建立老站改造分步走 方案。 以 220kV 及以上系統(tǒng)為例，首先可以優(yōu)先考慮 信息處理機(jī)制問題，如通過智能組件就地化實(shí)現(xiàn)二 次系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測及全

22、站故障錄波，保持繼電保護(hù)的 “點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”跳閘模式；其次通過網(wǎng)絡(luò)化測控實(shí)現(xiàn)監(jiān) 控系統(tǒng)的升級(jí)問題；最后逐套更換保護(hù)裝置完成全 站的智能化升級(jí)。 6.3 模塊化建設(shè)方案 鑒于土地資源的有限及 GIS 價(jià)格的不斷下降， GIS 的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛，根據(jù) GIS 構(gòu)架將智能 組件直接安裝在 GIS 匯控柜上，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊 化連接， 將涵蓋 GIS 及智能組件的分解為不同模塊， 如內(nèi)橋布置的 GIS 可以分為 7 個(gè)模塊，見圖 7，模 塊之間采用標(biāo)準(zhǔn)的光纜連接，其中站控層系統(tǒng)可以 作為一個(gè)獨(dú)立模塊。模塊內(nèi)部的連接和調(diào)試完全可 以在工廠內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)場只需要進(jìn)行模塊之間的光 纜連接和配置，這將大大簡化現(xiàn)場

23、工作量，實(shí)現(xiàn)變 電站建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)化。 6 6.1 現(xiàn)階段工程實(shí)施的關(guān)鍵問題 工程配置工具 變電站的智能化有著豐富的內(nèi)涵， 涵蓋從設(shè)計(jì)、 施工到運(yùn)行、維護(hù)等諸多方面。傳統(tǒng)變電站的工程 實(shí)施過程相當(dāng)?shù)牟恢悄?。在智能變電站條件下，隨 著數(shù)字化的推進(jìn)，硬件回路將逐漸減少以至于不復(fù) 存在，以往大量的二次電纜連接模式演變成了虛端 子、虛回路的配置。智能變電站信息傳輸以光纖替 代電纜，端子連接以虛端子代替物理端子，以邏輯 連接替代物理連接，見圖 6。這些導(dǎo)致傳統(tǒng)的基于 設(shè)備和回路的一系列設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行、維護(hù)等方 面的做法和工具都不再適應(yīng)。事實(shí)上，按照 IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)中的思想，智能變電站的工程實(shí)施將

24、變 得更為標(biāo)準(zhǔn)、有序、高效和高質(zhì)量。 圖6 虛端子、虛回路示意圖 智能電網(wǎng)技術(shù)及裝備專刊·2010 年第 8 期 9 綜 述 5 7 8 9 Q/GDW 394.智能變電站設(shè)計(jì)規(guī)范S, 2009. 張 沛 超 , 高 翔 . 數(shù) 字 化 變 電 站 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu) J. 電 網(wǎng) 技 術(shù),2006,30(24: 73-77. 高翔,張沛超.數(shù)字化變電站主要技術(shù)特征和關(guān)鍵技 術(shù)J.電網(wǎng)技術(shù). 申屠剛. 智能化變電站架構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)化信息平臺(tái)研究 D.浙江大學(xué)（碩士論文）, 2010. 6 Q/GDW XXX.智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)規(guī)范S.2009. 10 曾慶禹, 電力系統(tǒng)數(shù)字光電量測系統(tǒng)的原

25、理及技術(shù) J.電網(wǎng)技術(shù), 2001, 25(4: 1-5. 11 Minkner, R., Schmid, J., A new flexible fiber optic current measuring system for AC and DC current in high 圖7 內(nèi)橋式 GIS 示意圖 12 voltage systemsC. D., Montillet, Eleventh G.F., A International series of Symposium on High Voltage Engineering, 1999, vol.1. Chatrefou, imple

26、mentation of optical sensors in high voltage substationsC, IEEE PES T&D, 2003, vol.2. 13 李巖松,楊以涵.高精度自適應(yīng)光學(xué)電流互感器及其 穩(wěn)定性研究D. 華北電力大學(xué), 2004. 14 門石,張振華. 新型電流電壓傳感技術(shù)的應(yīng)用研究D. 華北電力大學(xué), 2001. 15 IEC 61850. Communication networks and systems in substationsS, 2005. 16 Lars Anderson, Christoph Brunner. Substation automation based on IEC 61850 with new process-close technologyC, 2003 IEEE PowerTech conference, Bologna, Italy. 17 高翔, 劉韶俊.繼電保護(hù)狀態(tài)檢修及實(shí)施探討J, 繼 電器. 2005, 33(2