摘要：所谓智能变电站，便是采用可靠、集成和环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和检测等基本功能，具备支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策和协同互动等高级功能的变电站。随着业务智能化需求的不断提高，使得数据采集量和功能节点之间数据交互量大大提高。面对这些应用需求，变电站通信网络作为智能变电站可靠运行的基础，其原有的组网理念以及功能、性能已不能满足建设、运维应用需求。因此，建立一种网络分层管理、业务自动感知、装置即插即用、网络安全可靠、设备通用互换的智能变电站通信网络架构，满足智能变电站网络建设和运维需求，成为了电力科研和管理人员的共识。
关键词：智能变电站；功能架构；设计原则
引言
随着时代不断发展，人们对于电能的需求与日俱增，传统变电站逐渐满足不了当前人们的需求，变电站技术的创新势在必行。智能变电站技术的应用，不仅提升了工作效率，还有效的减少了传统变电站的日常维护工作量，提升变电站的安全性能，对于我国电力企业的智能化发展起到重要的促进作用。
1智能变电站
1.1智能变电站的定义
智能变电站是在原有变电站的基础上，利用智能调节与自动控制技术促进变电站的发展和运行，它是以通信网络为载体的。因此，作为现代科技发展的产物，利用可靠、环保、先进、高效的智能设备构成的智能变电站，可以实现对变电站的自动控制、保护等，使变电站最大化地发挥自身的使用价值。智能变电站利用先进的科技设备和信息化技术完成电网运作时采集电网数据信息的工作。
1.2智能变电站的特征
智能变电站不同于传统的变电站，它主要具有以下特点。1低碳环保型智能变电站的设计与制造，运用先进的科学技术，有效地降低了变电站运行中的能耗。在同一电量下，智能变电站比传统变电站消耗更少的电能。实现低碳环保的电力企业绿色发展战略目标，有利于企业的长远发展。2安全可靠，在变电站智能化运行过程中，最大的优点是安全可靠。在变电站智能化运行过程中，采用了多种先进的科学技术手段和现代化设备。利用这些先进技术可以及时发现电网运行中的故障，降低电网运行故障发生的概率。智能变电站发生故障时，该技术或设备可及时提醒维修人员，有效提高故障检修效率，确保智能变电站安全可靠运行。3集成化、交互式智能变电站将电力设备与电网有机地结合起来，实时共享电力运行信息，增强电力设备与电网的相互作用。智能变电站可以结合网络技术、现代信息技术和传感器技术，实时传输功率的数据信息，提供信息采集和互动的良好平台，确保智能变电站的安全可靠运行。
2智能变电站架构现状分析
目前，智能变电站网络主要有三层两网和三层一网两种结构形式。在智能变电站IEC61850体系中采用三层两网架构。在这种架构下，全站系统结构清晰，网络之间相对独立，物理隔离，网络安全性高；但是，站内有多个物理子网，全站信息共享度低，网络管理困难。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆针对这种状况当前各智能变电站设备厂商纷纷研制和开发“三层一网”“共网共口”组网装置，MMS（ManufacturingMessageSpecification）、GOOSE、SV三种数据流接入同一套物理网络，交换机及光口数量大幅减少。虽然这种网络架构简单，能够做到全站信息共享，但也带来了信息安全和流量控制等问题。目前，智能变电站通信网络存在问题如图1所示。通过图1本文可以将智能变电站通信网络问题归结为以下两类：1）网络设备（交换机）自身能力不足：问题4、5、7、8反映了交换机对智能站业务感知能力差，未规定标准网络管理协议，兼容性差；2）网络架构需要改进：问题1、2、3、6反映了网络管理、数据共享与网络安全之间的矛盾。针对上述两点问题，本文提出的基于IEC61850和OpenFlow协议的智能变电站网络架构能够满足全站网络统一管理与子网间安全隔离需求。
3智能变电站的设计原则
3.1信息存储的保护技术
在智能变电站系统中，建设数字信息化平台能够反映信息集中管理，在信息集中存储管理工作中发挥转换、冗余、集成信息模型、调用等功能的作用。同时，这样做还能够为电网互动提供信息、技术支持。智能变电站针对信息的相互利用设置统一的融合标准，所以，智能变电站与智能电网两者之间可以利用无缝通信进行连接。因为智能变电站中广泛应用了分布式电源，所以，能够有效提高智能电网的运行安全和工作效率。
3.2软件构件技术
智能变电站软件系统的应用，不仅实现了信息管理和测控，而且实现了波记录和相量测量单元的高度集成。这些功能可用于车站状态评估、智能管理、区域集中控制、变电站系统运行状态在线监测、远程维护等。智能变电站软件构件技术是在收集系统工程信息数据的基础上，自动重构变电站系统和设备系统的技术。软件构件技术可以降低系统的经济成本，减少冗余重复劳动，缩短系统的周期，提高系统本身的可靠性和安全性，以及系统之间的相互作用。
3.3硬件集成技术
智能变电站是利用硬件集成技术设计的一种硬件。这种设计方法可以避免传统硬件设计的缺陷。在科学技术发展的过程中，越来越多的硬件运行环境在智能变电站中变得越来越复杂，采用先进的技术设计硬件系统的智能化、集成化、自动化、智能化的变电站硬件系统是以后的发展趋势。基于集成化、自动化和智能化设计的智能变电站硬件集成技术可用于设计硬件的特定功能模块，并能吸收智能设备中的固定数据。软件集成技术使数据处理可靠、有效，能够处理信息数据传输过程中容易出现的问题。在智能电气设备更新升级的同时，硬件集成技术的使用，可以高度集成的变电站设备，节省了硬件，从一开始对电机电源断路器K29时间继电器A1和A2端子万岁。触点K3 01和02输出到时间继电器的B1端。结合时间继电器指令和双回路图纸，B1终端功率损耗、K29开始计时，和K3与K1和K2接触器几乎在同一时间，即极移的K3充电，开始换班，K3失电返回。K3实现电气制动回路中的功能，与K29时间继电器实现有限的时移功能。在换档的开始时间开始，当时间达到设定值时，触点是断开的15-18和25-28。在这一点上，15-16和25-26触点闭合。行动逻辑的实现：在TS完成转变，B1返回；超过TS，转移不彻底，K3没有电源功率损失，B1延时、K29 15-16 Q1是带电的，跳空高开。
4结论
此次故障的MA7型有载调压开关是MR公司早期（1996年）产品出现的故障，K29时间继电器现已不再生产，所以，现场更换了功能更加丰富、可靠的新型时间继电器（EATON出厂的ETR4-70B-AB型）。建议对该种型号的机构（MA7和MA9）进行排查，发现继电器有类似问题时提前更换。此外，我们应该结合主变停电的机会，对有载调压开关进行以下检查：①清除电动机构内的灰尘和杂物；②检查机构箱内各密封点和面是否有渗漏；③检查升压或降压是否逐级调挡；④各挡位显示是否准确到位；⑤检查紧急停止是否正确；⑥1挡和N挡电气限位是否正常；⑦手动保护电路是否正常；⑧就地与远方转换开关是否正常；⑨检查时间继电器的设定及工作情况验证。
参考文献：
[1]郭勇.220kV智能变电站继电保护配置分析与研究[D].华北电力大学（北京），2016.
[2]张延旭.智能变电站继电保护系统的信息流建模与可靠性提升策略[D].华南理工大学，2016.
论文作者:王杰斌
论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/12
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