从运维人员的角度浅析智能变电站与常规变电站的关键区别

岳颜

摘 要：随着智能变电站的大力建设和发展，智能变电站内的新设备都采用数字化管理，运维人员的技术水平很难跟上智能变电站的发展。文章从运维人员的角度分析了智能变电站的特点，重点研究了智能变电站与常规变电站在倒闸操作和告警信息上的区别。

关键词：智能变电站；常规变电站；倒闸操作；告警；区别

引言

近年来，随着我国智能变电站大力建设，智能变电站内的新设备、信息数字化等的运用，运维人员的技术水平并没有跟上智能变电站的发展，多数人对智能变电站的网络构架、GOOSE、SV、MMS网络知识、合并单元、智能终端、电子式互感器等知识模糊不清；对倒闸操作及异常处理经验明显不及常规变电站。最近几年，因为运维人员对智能变电站的运行维护经验不足，造成了多起事故。

1 智能变电站的特点

1.1 智能变电站的基本概念

近年来，我国的变电站已经逐步实现智能化发展，智能变电站同传统的常规变电站相比，智能变电站采用智能设备，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、计量和监测的基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。

1.2 智能变电站的网络构架

智能变电站自动化系统是运行、保护和监视变电站一次设备的系统，完成变电站的设备及馈线监视、控制、保护等功能。智能变电站自动化系统采用开放式分层分布结构，由“三层两网”构成，“三层”指站控层、间隔层、过程层；“两网”指站控层/间隔层网络、过程层网络。

1.2.1 站控层

站控层由主机兼操作员站、远动通信装置、一体化信息平台、智能设备接口及网络打印机构成，提供站内运行的人机联系界面、实现管理控制间隔层、过程层设备等功能，形成全站的监控、管理中心、并与远方监控、调度中心通信。

1.2.2 间隔层

间隔层由保护、测控、计量、录波、网络技术分析、相量测量等若干个二次子系统组成，在站控层及网络失效的情况下，仍能独立完成间隔层设备的就地监控功能。

1.2.3 过程层

过程层由合并单元、智能终端等构成，完成与一次设备相关的功能。合并单元的作用是实时采集及检测设备的电气量，智能终端的作用是对设备运行状态的检测、控制命令的执行等。

1.3 智能变电站的GOOSE、SV、MMS网络功能

智能变电站自动化系统网络信息根据其逻辑功能主要分为站控层/间隔层MMS信息、站控层/间隔层GOOSE信息、过程层SV信息。

1.3.1 站控层/间隔层MMS信息

主要用于间隔层设备与站控层设备之间通信，应具备间隔层设备支持的全部功能，其内容应包含：四遥信息①及故障录波报告信息。

1.3.2 站控层/间隔层GOOSE信息

主要用于间隔层之间通信，其内容应包含测控联闭锁信息等。站控层/间隔层GOOSE信息应在站控层、间隔层网络传输。

1.3.3 过程层SV信息

主要用于过程层设备与间隔层设备间的通信，其内容应包含合并单元于保护、测控、故障录波、PMU、电能表等装置间传输的电流、电压采样值信息。过程层SV信息可采用过程层网络传输，也可采用点对点方式传输。

1.4 合并单元和智能终端的功能及在智能变电站网络结构中的位置

1.4.1 合并单元的功能

合并单元（MergingUnit，简称MU）是对电流互感器和电压互感器传输过来的电气量进行合并和同步处理，并将处理后的数字信号按照特定的格式转发给间隔层設备使用的装置。

1.4.2 智能终端的功能

智能终端（SmartTerminal）与一次设备采用电缆连接，与保护、测控等二次设备采用光纤连接，实现对断路器、隔离开关、主变压器等一次设备的信号、保护动作、控制及执行的装置。

1.4.3 合并单元、智能终端在智能变电站网络结构中的位置

智能变电站与常规变电站的一个重要区别就是在过程层增加了合并单元及智能终端等设备，以实现一次设备智能化的目的，其网络结构图见图1。

1.5 智能变电站的其他特点

1.5.1 IEC 61850标准

IEC 61850标准的核心是信息建模和通信服务，是电力系统自动化领域唯一的全球通用标准。

1.5.2 光纤通信

智能变电站内的通信方式为光纤通信方式，其优点有：（1）通信容量大，它比传统的明线、同轴电缆、微波等高出几十乃至上千倍以上；（2）抗强电磁干扰，耐腐蚀；（3）体积小、重量轻便于施工、维护等。

1.5.3 电子式互感器

目前智能化一次设备主要体现在电子互感器上，电子式互感器具有优良的性能，相较于传统互感器，有绝缘相对简单、动态测量范围广，无磁饱和现象、精度高等优点。

2 智能变电站与常规变电站倒闸操作的区别

2.1 智能变电站采用软压板操作

智能变电站大量减少了硬压板的设置，除检修状态和远方操作采用硬压板外，其余功能均采用软压板，满足远方操作要求。软压板可分保护功能投退软压板、GOOSE接收类软压板、GOOSE出口类软压板、SV类软压板和远方操作模式控制软压板。

智能变电站的软压板均在后台机上遥控操作，运维人员在操作软压板前必须在后台监控画面上核对软压板，相对于常规变电站的压板操作，减轻运维人员的劳动强度，提高了电网运行效率。

2.2 检修状态硬压板操作的区别

常规站的检修状态压板的功能是屏蔽装置的故障和动作信息，不上传至站控层。智能变电站的保护测控装置、智能终端及合并单元均配置了检修状态压板，正常运行时，运维人员禁止投入检修状态、智能终端、保护测控装置检修状态压板，以下列举了4种错误的检修状态方式造成的后果。

（1）合并单元投检修状态，保护装置不投检修状态的情况下保护装置会显示接收到的模拟量，但是不会将模拟量用于保护逻辑计算，会闭锁相关保护。（2）合并单元未投检修状态，保护装置投检修状态的情况下保护装置会报“装置检修”并闭锁本装置的保护。（3）智能终端投检修状态，保护装置未投检修状态的情况下保护不会出口，并且保护装置的GOOSE接收到的隔离开关和断路器的位置均采用记忆的方式。（4）智能终端未投检修状态，保护装置投检修状态，保护装置会闭锁出口。

3 智能变电站与常规变电站告警信息的区别

相对于常规变电站，智能变电站的一、二次设备呈现网络化的特点，在数据采样、数据传输等方面均出现了明显变化。这一变化使智能变电站在通信链路、信息传输方面增加了大量告警信号，如表1所示。

面对智能变电站相对常规变电站站内更复杂的告警信息，运维人员应掌握各类告警产生的原因，可能造成的后果和处理方法，确保变电站的安全运行。

4 结束语

智能电网是未来电网发展的主要方向，现在已上升到国家战略目标的高度，智能变电站是智能电网发展的基础，运维人员应掌握智能变电站的运行知识，不断提高自身运行维护技术水平，确保智能变电站的安全运行。

注释

①四遥信息：其主要包括保护、测控、故障录波装置的模拟量、设备参数、定值区号及定值、自检信息、保护动作事件及参数、设备告警、软压板遥控、断路器/刀闸遥控、远方复归、同期控制等。

参考文献

[1]肖志强，吴文斌，范运珍.智能变电站与常规变电站运行维护的几点关键区别[J].华中电力，2012（3）：129-130.

[2]王鸣，朱群，姚建华，等.智能变电站运行维护问题的探讨[J].浙江电力，2012（9）：53-55+58.

[3]鲍辉.浅谈智能变电站的优点及运行维护[J].中国新技术新产品，2013（7）：86-87.

[4]王宗山.智能变电站若干关键技术研究与应用[D].上海：上海交通大学，2012.