摘要：本文通过阐述智能化变电站的发展趋势，介绍了智能化变电站技术在发电厂升压站设计的可行性及配置方案，并通过与常规站的比较分析了其优越性。
关键词：智能化变电站；发电厂升压站；设计与应用
1.前言
智能变电站采用先进、可靠、集成、低碳、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、计量和监测等基本功能，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。智能化变电站已成熟应用，介于发电厂升压站与变电站的相似特点，智能化变电站技术也可应用于发电厂升压站。
2 智能化监控系统
2.1 监测及监控范围
以某电厂升压站工程为例，该升压站电压等级为110kV，双母线接线，共9个配电装置间隔，其中包含2个主变间隔、4个出线间隔、1个母联间隔、2个母线设备间隔。
2.2 配置方案
2.2.1 系统构成
1）智能化变电站自动化系统的构成在逻辑功能上由站控层、间隔层和过程层三层设备组成，并用分层、分布、开放式网络系统实现连接。
2）站控层由主机兼操作员站、远动通信装置和其它各种功能站构成，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，形成全站监控、管理中心，并与远方监控/调度中心通信。
3）间隔层由保护、测控、计量、录波等若干个二次子系统组成，在站控层及站控层网络失效的情况下，仍能独立完成间隔层设备的就地监控功能。
4）过程层由互感器、合并单元、智能终端等构成，完成与一次设备相关的功能，包括实时运行电气量的采集、设备运行状态的监测、控制命令的执行等。
2.2.2 网络结构
1）全站网络采用高速以太网组成，通信规约采用 DL/T860标准，传输速率不低于100Mbps；
2）全站网络在逻辑功能上由站控层、间隔层、过程层网络组成。站控层、间隔层与过程层网络相对独立。
3）站控层网络采用双星型以太网，传输MMS报文和GOOSE 报文，通过相关网络设备与站控层其他设备通信，与间隔层网络通信。
4）间隔层网络采用双星型以太网，传输MMS报文和GOOSE 报文，通过相关网络设备与本间隔其他设备通信，与其他间隔设备通信、与站控层设备通信。
5）过程层GOOSE网络采用双星型以太网，传输GOOSE报文，通过相关网络设备完成间隔层与过程层设备、间隔层设备之间以及过程层设备之间的数据通信。该工程110kV过程层SV、GOOSE共网，SV报文采用点对点方式传输。主变110kV侧及本体侧不单独配置SV网、GOOSE网络，并入110kV系统相应网络。
2.2.3系统配置
（1）站控层设备
站控层设备包括主机兼操作员工作站、工程师站、远动通信装置等。
（2）间隔层设备
间隔层设备包括测控装置、继电保护装置、故障录波及网络记录分析装置、电能计量装置等。测控装置按照 DL/T860标准建模，与站控层设备直接通信。该工程110kV线路、母联及母线配置测控装置；主变测控装置按开关单独配置，本体测控独立配置。
（3）过程层设备
过程层设备包括互感器、合并单元、智能终端等。
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1）合并单元
配置原则：110kV各间隔单套配置；主变110kV侧单套配置；110kV母线电压互感器合并单元单套配置；合并单元分散布置于配电装置场地。
2）智能终端
配置原则：110kV各间隔单套配置；主变110kV侧单套配置；主变压器本体智能终端单套配置；110kV每段母线智能终端单套配置；智能终端分散布置于配电装置场地。
（4）网络通信设备
1）站控层网络交换机
站控层采用双星型网络结构，配置2台主干交换机，每台交换机端口数量应满足站控层设备接入要求；开关设备在线监测、直流、站用及UPS智能一体化电源系统、消防等公用系统根据需求配置4台站控层交换机。
2）间隔层网络交换机
间隔层交换机按照设备室及电压等级配置。110kV配置4台交换机。
3）过程层网络交换机
110kV电压等级每2个间隔配置2台过程层交换机。配置双星型网主干交换机4台，单独组柜，110kV母线保护和公共关联信息从主干交换机采集。主变不单独组网，主变110kV侧和主变本体归入110kV过程层网络。
4）网络通信介质
a.继电器室内网络通信介质采用屏蔽双绞线；通向户外的通信介质采用光缆；b.采样值和保护GOOSE等可靠性要求较高的信息传输采用光纤。
2.2.4 配置方案与其它设备接口
变电站内继电保护装置、保护测控一体化装置、交直流一体化电源系统、设备状态监测系统、智能辅助系统均采用DL/T860标准与变电站自动系统通讯。
3 智能站与常规站的比较
（1）采样值实现
常规站用常规CT、PT；智能站用电子式互感器，近年来发展起来的新设备，其测量精度、抗干扰能力，长期运行可靠性等问题，也可采用“常规互感器+就地合并单元”来实现互感器的就地数字化。
（2）开关设备
常规站用传统开关设备，和间隔层设备电缆连接。智能站采用“传统开关设备+智能终端”就地完成开关数字化，将位置信息和控制信息转化为GOOSE光纤数字信号和间隔层设备交互。
（3）站控层网络
常规站的站控层网络采用103规约，因各设备厂家对其理解区别较大，设备间的信息交互能力差，不利于信息共享。智能站中均按照统一规范进行数据建模，体现出智能化站信息共享能力和互操作性能好的优势，减少了部分模拟量和开关量的重复采集。
（4）光缆和电缆用量
常规站大量使用电缆。智能站大量使用光纤连接，电缆用量下降，减少了电缆的费用，但会增加交换机数量，增加光纤熔接的工作，维护量高。
（5）运行维护和设备管理
智能站取消了大部分的电缆连接，取而代之的是设备之间的信号软连接，而这些连接信息及变电站设备模型都存在装置配置文件中，带来了变电站的建设、改造、扩建二次回路设计方式的变化。
4 总结
为了更好地适应电网的快速发展和要求，基于国内智能化变电站的设计理念可用于发电厂升压站，采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，做到通信平台网络化、信息共享标准化，积极应用智能化站的高级应用功能和辅助系统功能，增加互操作性，实现站内自协调及电网智能化操作和控制及安全稳定运行。
作者简介：
王晖（1985.04-），女，华北电力大学硕士，工程师，研究方向：电气二次设计
论文作者:王晖
论文发表刊物:《电力设备》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/12
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