摘要：随着人们生活水平的不断提高，各种各样的电气设备得到了广泛应用，也使得社会对于电力的需求不断增大，对于供电质量提出了更高的要求。在科技发展的带动下，电力行业得到了飞速发展，智能电网成为电力系统发展的一个必然趋势，而作为智能电网的重要组成部分，新一代智能变电站的作用是非常重要的，需要相关电力工作人员的充分重视，切实做好新一代智能变电站整体设计方案工作。供相关人员参考借鉴。
关键词：智能变电站；整体设计；设计方案
引言：新一代智能变电站是坚强智能电网的重要基础和支撑，是电网运行数据的采集源头和命令执行单元，是智能电网建设的重要组成部分。当前，新一代智能变电站在技术、设备、功能等水平方面实现了较大提升，总体造价与常规变电站相比基本相当，但与外部运行管理转变要求和内部自身技术发展要求相比仍存在差距，建设理念需要突破，关键技术需要创新，专业管理有待提升，需要开展新一代智能变电站的研究和建设。
1、新一代智能变电站的特点
1.1 一次设备智能化
与以往的数字化变电站相比，新一代智能变电站在一次设备智能化的基础上，提升了其信息化水平，可以对设备的运行状态进行全面监测，自动化程度更高，功能也更加丰富，可以通过与相关设备的信息交换，实现分布协同操作。
1.2 信息建模统一化
新一代智能变电站主要是基于IEC61850的相关标准进行信息建模，不仅能够对电网的运行状态进行实时监测，还可以对设备以及网络模型进行自动辨识，为电网控制提供相应的决策依据。
1.3 控制操作自动化
新一代智能变电站具备相应的程序化操作功能，可以实时接收和执行监控调度中心等发出的操作指令，自动实现设备操作，从而满足无人值班变电站的发展要求。
2、功能需求
2.1 满足电网发展方式转变的要求
波动性、间歇性清洁能源的接人，要求变电站更加灵活可控多元化服务需求，要求变电站更加友好互动经济社会的发展，要求变电站更安全、更可靠、更优质资源与环境约束，要求变电站更高效、更节约、更环保。
2.2 满足公司发展方式转变的要求
建设调控一体模式，实现变电站设备监控的统一管理，要求变电站的信息流优化整合，与调度全景数据共享，提升决策控制能力与运行效率。同时建设专业检修模式，要求变电站支撑专业化运检方式，通过在线监测与设备状态可视化技术，为检修管理提供优化和决策依据，提高设备利用效率和管理水平。
3、新一代智能变电站的建设目标
3.1 结构布局合理
以合理的电气主接线设计为原则，以电网结构和变电站功能为基础，实现电网网架与主接线形式的协调设计；优化电气总平面布置方案，采用集成化设备，节约占地面积与建筑面积。
3.2 系统高度集成
推进优化集成，以信息数字化功能互动化为基础，通过设备集成与功能集成，提升智能设备的功能一体化水平，有效提高设备的集成度和可靠性通过系统集成，提升变电站与调度、检修中心之间的信息互动化水平，实现全景数据共享，提升电网运行调控决策能力，提高设备利用效率，优化检修模式。
3.3 技术装备先进
加快关键设备娇制与应用，通过传感器、嵌人式处理器和数字化通信技术对变电站高压设备进行实时监控，提高变电站设备的可观测、可控制和自动化水平。通过信息流多源信息分层与交互技术，构建高级变电站自动化系统，实现站内、站间、站与用户、电源和调度之间的协同互动。
3.4 经济节能环保
采用低碳、环保、节能型新材料，开展建筑、暖通空调和消防系统节能设计；强化全寿命周期设计理念，实现基于状态监测的设备全寿命周期优化管理。
4、新一代智能变电站一次设计集成优化
4.1 主接线优化
依据相关规程规定，各电压等级的主接线形式可根据出线规模、变电站在电网中的地位及负荷性质确定，当满足运行要求时，宜选择简单接钱。
根据该变电站实际接线情况，本站遵循新一代智能变电站设计原则，取消220kV、110kV主变进线侧隔离开关，取消220kV出线侧隔离开关，取消110kV无T接线路的出线侧隔离开关。隔离开关的取消，能够从根本上提高设备运行的可靠性，能在一定程度上缩减设备尺寸，实现变电站紧凑化布置。
4.2 一次设备高度集成
电气设备选择在遵循通用设计应用目录的基础上，使用高度集成的一、二次设备，能够最大程度实现工厂内规模生产、集成调试、模块化配送，减少现场安装、接线、调试工作，一次设备本体与智能控制柜之问二次控制电缆采用预制电缆连接，提高建设质量、效率。
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4.2.1 智能高压开关设备
通过GIS厂家完成智能控制柜内部各智能组建的组装，实现厂内接线，厂内调试，智能控制柜与本体一体化运输和吊装，可减少现场接线和联调，缩短工期，提高效率。智能终端、合并单元、监测IED应按工程本期规模按间隔配置。
4.2.2 高压开关柜
35kV／10kV开关柜二次设备与开关柜一体化集成优化设计，便于后期布置的美观和运维检修的便利性。
4.3 无功补偿优化
结合通用设计方案，本工程每台主变补偿4组10Mvar并联电容器组，共计12组。考虑优化变电站平面布置方案的需求，本站对无功补偿模块进行优化，在满足电压波动及运行要求的前提下，通过实际负荷计算，合理选择无功分组容量。最终本站每台主变配置3组（即2×10+20）Mvar电容器组，本期每台主变配置2组（即10+20）Mvar电容器组。
通用设计方案中，采用并联电容器组带千式空心并联电抗器，每台 10Mvar电容器占地为（13m）长×（8.5）宽，不考虑两侧通道时至少需要整个变电楼设备长度为8.5×9=76.5m，且需要考虑剩余3组的布置问题；优化分组方案后，加之改用占地面积更少的带铁芯电抗器的电容器组，优化后每组10Mvar电容器组占地为（13m）长×（7）宽，每组20Mvar电容器组占地为（13m）长X（7.5）宽；不考虑两侧通道时至少需要整个变电楼设备长度为7×6+7.5×3=64.5m，且已经全部考虑9组电容器的布置问题，不再需要额外空间。
电容器组合理分组的优化，满足变电站无功补偿及投运要求的同时，实现了变电站紧凑化布置。
4.4 平面布置优化
该站电气总平面布置本着减少变电站占地面积，以最少土地资源达到变电站建设要求的原则进行合理设计。合理利用站区环境和站外道路，优化站内道路，缩减变电站纵向尺寸和横向尺寸，从而减少围墙内占地面积。
4.4.1 应用模块化集成设计理念
本工程应用了变电站模块化集成设计新理念，实现平面布局优化。严格按照工厂预制现场装配的理念设计，一次设备本体加智能组件的方式实现一次设备智能化，智能组件统一由一次设备厂家场内集成，体现模块化设计的高效；电气装置的布置方式采用“单元”布置方式，一台主变所带设备成“单元”分区就近布置，并满足二次接线的要求。开关设备同无功补偿设备分区明确，充分体现电气布置模块化。一二次设备高度集成，现场只需完成合并单元及保测装置至二次设备室的相关交直流电源电缆及光缆的敷设，全站电缆大幅减少，电缆敷设、电缆施工接线的工作量相应减轻，缩短电缆施工安装周期，节约工程造价。
4.4.2 优选小型化设备
设备是影响变电站占地指标的关键因素。本工程优选小型化、紧凑型设备，并对全站布局进行优化，以实现变电站紧凑化布置。本站 220kVGIS电缆出线间隔宽度为2.8m，其他间隔为1.8m，整个220GIS 室布局紧凑合理，放置于220配电装置楼二层，优化后的9组电容器放置于220配电装置楼一层；本站110kVgis间隔宽度为1m，35kV 采用金属铠装SF6充气柜，出线柜宽0.6m，受总及分段柜宽0.8m，相对与常规1.2m（1m）的空气绝缘柜大大节省占地面积。优化后全站综合楼为55m（长）×10.2m（宽）。优化后全站总建筑面积（3633.24m2）较通用设计（5327.5 lm）优化了39.3％，优化后全站围墙内占地面积（5829m 2）较通用设计（7740mz）优化了24.7％。
4.4.3 整合全站功能用房
该变电站设计融入变电站紧凑化布局设计思想，按照无人值守变电站标准将变电站房间数量和项目标准化。全站仅设置安全工具间，资料间，卫生间，泵房。减少附属房间配置，优化全站布局。
4.5 光、电缆敷设优化
本站电缆的敷设采用成品电缆槽盒，方便土建施工，提高施工效率。电缆沟采用成品复合沟盖板和装配式缆沟，减少现场浇筑施工量和时间。通过使用隐藏式电缆沟系统在安全、方便的浅谈下，站内无明露沟、盖板，全站外观简洁，突出工业化。
4.6 绿色建筑节能环保
本站建筑电气设计过程中融入绿色建筑理念，以绿建三星标准进行变电站辅助电气设施相关的设计。首选低能耗、低噪音的电气设备，充分利用太阳能、风能等新能源条件，实现变电站能够接入清洁能源的条件。实现新一代智能变电站的“更节能”、“更低碳”、“更环保”。
5、结论
智能电网建设是我国电力工业发展的现实选择。智能变电站是衔接智能电网发电、输电、变电、配电、用电和调度六大环节的关键，是智能电网中实现能源转换和控制的核心平台之一，是智能电网的重要组成部分。集成装置是智能变电站实现装置配置简化、接线优化的重要载体。
参考文献：
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论文作者:赖伟民
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/9/18
标签：变电站论文; 智能论文; 设备论文; 电网论文; 新一代论文; 三星论文; 接线论文; 《基层建设》2018年第23期论文;