（广西电网有限责任公司百色供电局 广西百色 533000）
摘要：智能变电站将是未来变电站发展的方向和必然趋势。同时智能变电站又是一个全新的理论体系，对于传统的变电站自动化系统、 微机保护装置以及一次设备具有挑战性， 其技术成熟度需要在兼容综合自动化变电站技术的基础上， 实现应用上的平稳发展和重点技术突破，逐步达到完善。 因此，智能变电站的设计建设必将是一个长期、分阶段实施的过程。
关键词：110 kV智能变电站；模块化；设计应用
1.智能变电站概述
1.1智能变电站的概念
智能变电站，主要是利用现代化的智能设备，通过相应的组合和处理，实现变电站信息的数字化、通信平台的网络化以及信息共享标准化，并自动对电力网络的运行信息进行采集、测量、控制、保护以及检测等，同时，可以根据实际工作的需要，对输配电网进行实时控制、在线决策分析、协同互动等功能，实现与周边变电站的交流互动的。智能变电站作为一种新兴的变电站形式，是在数字化变电站的基础上发展和演变而来的，可以实现变电站系统的自动化和智能化，是智能电网运行和控制的关键。
1.2智能化变电站的结构
1.2.1站控层
站控层包含自动化系统、站域控制、通信系统、对时系统等子系统，实现面向全站或一个以上一次设备的测量和控制的功能，完成数据采集和监视控制（ SCADA）、操作闭锁以及同步相量采集、电能量采集、保护信息管理等相关功能。 站控层功能应高度集成，可在一台计算机或嵌入式装置实现，也可分布在多台计算机或嵌入式装置中。 智能变电站数据源应统一、标准化，实现网络共享。 智能设备之间应实现进一步的互联互通，支持采用系统级的运行控制策略。 智能变电站与传统变电站相比，整个站控层网络采用 IEC 61850 通信标准， 其模型描述能力大大提高、装置互操作性大大增强。
1.2.2间隔层
间隔层的设备组成主要是一些二次设备，其中有系统测控装置、 继电保护装置以及监测功能组的主 IED 等。间隔层使用一个间隔数据且再作用于该间隔的一次设备上，也就是实现传感器、控制器以及远方输入和输出之间的通信。
1.2.3过程层
过程层的设备组成主要是一些一次设备及其所属的智能组件，其中有变压器、隔离开关、电流互感器、电压互感器以及断路器等； 同时还有一些独立的智能电子装置，主要是电子式互感器和用于实现变压器和开关智能化的智能单元。
2. 110kV 智能变电站可靠性分析
分析 110kV 智能变电站的可靠性， 主要从两个方面入手，即：设备的可靠性和系统工作性能的可靠性。 首先分析设备的可靠性，因为 110kV 智能变电站的一次智能化设备采用的是智能化断路器，运用自动化控制及其应用技术，能够独立完成变电站各项数据的收集工作，为判断系统故障和及时解除隐患提供了基础条件和保障， 减少了故障对系统运行可靠性的影响；且电子互感器的寿命长， 基本能够满足变压器的使用周期，降低了维护、管理难度和成本，确保了变电站稳定可靠运行。然后分析系统工作性能的可靠性，主要考虑系统的网络结构，智能化变电站系统的站控层和过程层采用星型的网络拓扑结构， 这样就把变电站与监控中心之间的通信线路分割开来，通信线路互不干扰，实时性效果良好，克服了一个线路出现故障从而影响其它线路通信的缺陷，完美地保证了系统工作的可靠性。
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3.智能变电站的设计要点
3.1智能化一次设备的选择
110 kV 、主变各侧采用电子式互感器，以光通信信号输出， 其他一次设备仍选用传统设备，同时采用智能终端作为一次设备的智能化接口，实现智能设备的功能要求。10 kV 配电装置采用中置式真空开关柜，考虑到 10 kV 各出线的保护测控装置均安装在各自的开关柜上， 因此除主变低压侧外配置一套智能终端，其余出线柜不配置智能终端。
3.2构建网络构架
组网形式使用高速以太网络，可以确保系统的数据传输速率不低于100Mb/s，同时使所有设备都具有对应的通信接口，且支持IEC61850规约。按照逻辑功能，可以将网络划分为过程层、站控层和间隔层三个部分。对于站控层而言，其网络拓扑采用单星型结构。对于110kV电力网络，使用常规工业级的工作组网络交换设备，形成站控层单以太网；而对于GOOSE控制网，可以采用IEC61850规约要求的工业级网络交换设备，相应的设备必须支持GOOSE技术。过程层网络可以分为GOOSE网和采样数据网，从物理特性方面看，两者之间相互独立，其网络结构为星型拓扑。针对系统保护双重化的特殊要求，要确保相应的过程层网络为双重化配置。在对网络进行构建时，为了保证电力系统的安全，要满足继电保护的相关要求，坚持双重化配置的两个过程层网络完全独立的原则。
4.模块化智能变电站关键技术应用
4.1采用装配式建构筑物
变电站采用装配式建筑物、装配式围墙、装配式防火墙、成品混凝土基础、模块化通用基础等模块化建构筑物，建筑结构轻型化，工厂预制式，利用现场快速拼装工艺，变施工串联流程为并联流程 ，缩短变电站建设工期，使工程建设实现模块化、精细化。装配式建筑物单层配电装置楼结构类型采用装配式钢框架结构。钢结构框架的梁、柱统一采用热轧H型钢，钢框架柱下设置混凝土短柱，两者采用预埋地脚螺栓连接，屋面为以压型钢板为底模板的轻骨料混凝土现浇屋面，工厂加工，现场组装，大大减少现场湿作业。计算模型为柱脚刚接、梁柱刚接、梁梁铰接，屋面板按弹性板计算，楼板铺设方向设置为单向板。外墙采用AS装配式外墙板，板宽1m，外立面选用平板和条纹板；装配式内墙面采用石膏板封修，中间填充保温岩棉；内外墙间空隙作为水、电等管线通道。
4.2二次设备的网络化
二次设备的网络化就是利用 IEC61850 标准， 并结合光纤等设备，使系统以分布式控制方式来代替总线控制方式，丰富了数据传输方式，使得信息更加标准化，确保了智能化变电站的全景式监控。间隔层设备的网络化。 变电站的间隔层主要由监测系统、计量系统、录波系统以及保护系统等组成。 间隔层在站控层的监控系统失效之后， 仍然能够独立监控本层的各项设备，需要设置专门的保护性检测和控制设备，安装于各个间隔层配置数字接口处，以便实现检测和管理间隔层设备的运行。 在间隔层各设备之间也采用变电站通用通讯协议，实现自我检测和自我描述的功能，即间隔层内部使用变电站通用协议来实现整个间隔层内部监控管理的作用。 而且间隔层还具备自分析数据功能，同时也向站控层传输数据信息。
5.结束语
与传统的变电站相比，智能化变电站的优点很多，是以后变电站建设的趋势，可以更好地满足人们对供电质量的要求，从而促进国民经济的发展。新的科学技术和设备层出不穷，也使得社会对于电力能源的需求不断增加。为了确保电力系统运行的稳定性和安全性，智能变电站成为电力系统变电站发展的必然趋势，也是实现智能电网的基础和前提。智能变电站可以通过智能化的设备，对电网进行智能调节和实时控制，保障电网的顺利运行，对于电力系统有着十分巨大的影响，必须引起相关电力管理人员的重视。
参考文献：
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[4]曹玮. 110kV智能变电站的设计与应用[D].南京师范大学,2014.
论文作者:童宗武
论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/17
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