论文部分内容阅读
摘 要 智能变电站是坚强智能电网建设的基本前提和关键所在。同传统变电站相比智能变电站在信息处理，信息数字化、自动化等方面进一步整合和提升。二次系统的一体化整合技术可以提高二次系统在保护上的可靠性。
关键词 智能变电站；一体化；系统整合
中图分类号：TM762 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）23-0045-01
智能变电站在传统变电站“遥控、遥测、遥调、遥信”技术的基础上进一步提升，将站内设备以及软件系统进一步整合，整合后的新系统功能更加完善。本文主要针对二次系统整合技术进行探讨。二次系统主要包括测控装置、保护装置、状态监控、智能终端以及几个装置的集成体。二次系统整合精益化的提升一次设备输配电的性能，是电网公司的发展趋势之一。
1 智能变电站二次系统功能一体化整合概况
现阶段已实施的智能站设备配置现状离“物理设备高度集成、信息最大化共享、关联系统友好协同互动”这一终极目标尚有一定的距离，随着通信技术的迅猛发展，智能站技术的日趋成熟，使得进一步集成智能站物理设备、整合关联系统功能已成为可能。将二次系统各单元功能相同的部分进行有效整合可以提升智能变电站的运行维护管理水平，建设更坚强的智能电网。本章主要从站用电源系统、合并单元和智能终端整合，一体化信息平台功能整合几个方面对变电站的二次系统进行优化整合。
2 站用电源系统一体化整合
一体化电源系统即是将交流电源（AC）、直流操作电源（DC）、电力专用交流不间断电源（UPS）和电力专用逆变电源（INV）、通信用直流变换电源（DC-DC）等变电站站用电源一体化设计、配置、监控的变电站电源系统。通过IEC61850规约、以太网接口与上位机系统通信，将监控模块一体化，使站用电源系统成为开放式系统[2]。智能变电站一体化电源系统包含一套常用/备用蓄电池组，在交流电源出现故障的情况下，可以通过电源逆变来为变电站的监控、通信等设备不间断供电。
3 合并单元和智能终端整合
1）合并单元。
合并单元常用于智能化变电站中电子式互感器与保护、测控及表计等二次设备之间的信息交换[3-4]。其所包含的内容随着智能化变电站全面发展，也有所扩展。部分变电站仍采用常规互感器，不接收数字量而是直接采集常规模拟量的合并单元。再如一个线路间隔的合并单元既采集常规的三相电流电压信号，同时又接收电子式互感器的母线电压信号。
2）智能终端。
智能终端是过程层中重要的设备，实现了对断路器间隔的完全控制（包括断路器、接地刀闸和隔离刀闸）。
①智能终端具有采集模拟量和开关量的功能，灵活配置输入量点数。
②智能终端能够输出开关量，灵活配置输出量点数满足现场实际需要。
③智能终端具有断路器控制功能，分相控制或三相控制等不同模式。
④智能终端可具备状态监测信息采集功能，就地智能控制柜传感元件的输出信号，比如温度、湿度、压力等，支持以MMS方式上传一次设备的状态信息。
⑤主变本体智能终端包含完整的本体信息交互功能。
3）合并单元和智能终端一体化的可行性分析。
①负载率分析。
合并单元设备的主要功能是同步数据，包括三相保护，有时还需同步加上双A/D采样。其一般采用插值的方式进行同步，发送速率通常为4 kHz。。
合并单元设备单独发送IEC61850-9-2时占用的DSP资源较少；智能终端设备单独发送占用的DSP资源也比较少，故可以考虑将IEC 61850-9-2和GOOSE报文的放在一个DSP上进行
处理。
②合并单元和智能终端的复用性。
假设有一个提供了20个光接口的合并终端一体化设备.其接口可根据现场所需情况进行配置：如12个接口用于传输GOOSE，8个接口用于采样的传输（SMV）。在图1、图2中明显可以看出采用一体化的装置后的接口数量的减少。
4 工程配置方案实例
结合宜昌220千伏远安变电站的实际情况，配置方案如下：
1）主变各侧合并终端双套配置；主变智能终端单套配置，集成非电量保护功能。2）220 kV线路合并终端双套配置。3）220 kV母线设备合并终端双套配置，合并终端完成两条母线设备的信号采集和控制。4）110 kV线路合并终端单套配置。5）110 kV母线设备合并终端单套配置，合并终端完成两条母线设备的信号采集和控制。
由表1可见，通过整合后，过程层设备减少约50%，大大节约了智能组件柜体积及交换机端口数。
5 结论
变电站的智能化发展是一个长期且艰难的过程。二次系统整合后带来的社会效益和经济效益是比较明显的，也非常具有发展潜力，同时未来的智能变电站之间的数据交换平台技术，打破站内交换的瓶颈，建成局域乃至国调范围内数据的共享，为全国电网智能化控制打下良好基础。
参考文献
[1]刘振亚.智能电网技术[M].北京：中国电力出版社，2010：35-37.
[2]张文亮，刘壮志.智能电网的研究进展及发展趋势[J].电网技术，2009，33（13）：1-11.
[3]贾动山.基于IEC61850标准的变电站综合自动化系统[J].中州煤炭，2006（5）：39-41
[4]高翔，张沛超.数字化变电站的主要特征和关键技术[J].电网技术，2006（23）：67-71.
关键词 智能变电站；一体化；系统整合
中图分类号：TM762 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）23-0045-01
智能变电站在传统变电站“遥控、遥测、遥调、遥信”技术的基础上进一步提升，将站内设备以及软件系统进一步整合，整合后的新系统功能更加完善。本文主要针对二次系统整合技术进行探讨。二次系统主要包括测控装置、保护装置、状态监控、智能终端以及几个装置的集成体。二次系统整合精益化的提升一次设备输配电的性能，是电网公司的发展趋势之一。
1 智能变电站二次系统功能一体化整合概况
现阶段已实施的智能站设备配置现状离“物理设备高度集成、信息最大化共享、关联系统友好协同互动”这一终极目标尚有一定的距离，随着通信技术的迅猛发展，智能站技术的日趋成熟，使得进一步集成智能站物理设备、整合关联系统功能已成为可能。将二次系统各单元功能相同的部分进行有效整合可以提升智能变电站的运行维护管理水平，建设更坚强的智能电网。本章主要从站用电源系统、合并单元和智能终端整合，一体化信息平台功能整合几个方面对变电站的二次系统进行优化整合。
2 站用电源系统一体化整合
一体化电源系统即是将交流电源（AC）、直流操作电源（DC）、电力专用交流不间断电源（UPS）和电力专用逆变电源（INV）、通信用直流变换电源（DC-DC）等变电站站用电源一体化设计、配置、监控的变电站电源系统。通过IEC61850规约、以太网接口与上位机系统通信，将监控模块一体化，使站用电源系统成为开放式系统[2]。智能变电站一体化电源系统包含一套常用/备用蓄电池组，在交流电源出现故障的情况下，可以通过电源逆变来为变电站的监控、通信等设备不间断供电。
3 合并单元和智能终端整合
1）合并单元。
合并单元常用于智能化变电站中电子式互感器与保护、测控及表计等二次设备之间的信息交换[3-4]。其所包含的内容随着智能化变电站全面发展，也有所扩展。部分变电站仍采用常规互感器，不接收数字量而是直接采集常规模拟量的合并单元。再如一个线路间隔的合并单元既采集常规的三相电流电压信号，同时又接收电子式互感器的母线电压信号。
2）智能终端。
智能终端是过程层中重要的设备，实现了对断路器间隔的完全控制（包括断路器、接地刀闸和隔离刀闸）。
①智能终端具有采集模拟量和开关量的功能，灵活配置输入量点数。
②智能终端能够输出开关量，灵活配置输出量点数满足现场实际需要。
③智能终端具有断路器控制功能，分相控制或三相控制等不同模式。
④智能终端可具备状态监测信息采集功能，就地智能控制柜传感元件的输出信号，比如温度、湿度、压力等，支持以MMS方式上传一次设备的状态信息。
⑤主变本体智能终端包含完整的本体信息交互功能。
3）合并单元和智能终端一体化的可行性分析。
①负载率分析。
合并单元设备的主要功能是同步数据，包括三相保护，有时还需同步加上双A/D采样。其一般采用插值的方式进行同步，发送速率通常为4 kHz。。
合并单元设备单独发送IEC61850-9-2时占用的DSP资源较少；智能终端设备单独发送占用的DSP资源也比较少，故可以考虑将IEC 61850-9-2和GOOSE报文的放在一个DSP上进行
处理。
②合并单元和智能终端的复用性。
假设有一个提供了20个光接口的合并终端一体化设备.其接口可根据现场所需情况进行配置：如12个接口用于传输GOOSE，8个接口用于采样的传输（SMV）。在图1、图2中明显可以看出采用一体化的装置后的接口数量的减少。
4 工程配置方案实例
结合宜昌220千伏远安变电站的实际情况，配置方案如下：
1）主变各侧合并终端双套配置；主变智能终端单套配置，集成非电量保护功能。2）220 kV线路合并终端双套配置。3）220 kV母线设备合并终端双套配置，合并终端完成两条母线设备的信号采集和控制。4）110 kV线路合并终端单套配置。5）110 kV母线设备合并终端单套配置，合并终端完成两条母线设备的信号采集和控制。
由表1可见，通过整合后，过程层设备减少约50%，大大节约了智能组件柜体积及交换机端口数。
5 结论
变电站的智能化发展是一个长期且艰难的过程。二次系统整合后带来的社会效益和经济效益是比较明显的，也非常具有发展潜力，同时未来的智能变电站之间的数据交换平台技术，打破站内交换的瓶颈，建成局域乃至国调范围内数据的共享，为全国电网智能化控制打下良好基础。
参考文献
[1]刘振亚.智能电网技术[M].北京：中国电力出版社，2010：35-37.
[2]张文亮，刘壮志.智能电网的研究进展及发展趋势[J].电网技术，2009，33（13）：1-11.
[3]贾动山.基于IEC61850标准的变电站综合自动化系统[J].中州煤炭，2006（5）：39-41
[4]高翔，张沛超.数字化变电站的主要特征和关键技术[J].电网技术，2006（23）：67-71.