智能化变电站的概念及架构

进行显示，其它的设备状态信息等都通过网络在变电站层集中显示。为保证功能的独立性，减少功能互相之间的影响，提高可靠性，这些模块的功能都由各自的CPU处理。

　　3、综合集成的智能化变电站的架构

　　综合集成的智能化变电站的架构如图1所示，其结构和功能总体上分为两层，即智能设备层和变电站层。智能设备层主要由综合集成化智能装置(CIID)和高压一次设备构成，二者之间通过非常规电流互感器、非常规电压互感器以及各类传感器建立直接联系。除了高压开关设备之外，智能化变电站中的一次设备多了分布式电源接口和柔性交流输电装置(FACTS装置)。由于CIID内综合集成了各个变电站自动化系统的功能模块，因此可以实现并完成IEC61850标准提出的变电站分层结构中的过程层和间隔层的功能。可以认为智能设备层是对过程层和间隔层的集成。智能化变电站的变电站层的功能主要包括各个CIID在站级的管理和协调应用，站级的一体化数据管理以及与远方调度控制中心和其它智能化变电站的信息交互、协调控制的管理等。当多个智能化变电站实现标准化的互联时，即可构成支撑智能电网的重要节点。

图1 综合集成的智能化变电站的架构

　　在该架构中, 变电站中每个控制和监视设备都需要从过程输入数据, 然后输出控制命令到过程。而CIID是核心, 它将控制、保护、测量等功能集成在这个通用的平台上, 通过通用的硬件和软件采集各功能需要的数据和状态量, 实现数据共享。CIID 主要有以下几个模块:

　　1) 智能化现场测控模块, 它接受全网统一的同步时钟信号, 实现对一次设备的模拟量、开关量与状态量的同步采集, 也接受运行控制模块、继电保护模块等的控制命令, 实现对一次设备操作的控制与执行。

　　2) 继电保护模块, 它可以直接从智能化现场测控装置获取所需信息, 以最短的时间做出反应, 并且在任何情况下其保护功能都不被闭锁,因此它是优先级别最高的模块。

　　3) 通信模块, 通过标准化的接口与变电站层和其它的CIID通讯交互。

　　五、智能化变电站的关键技术

　　智能化变电站通过全景广域实时信息统一同步采集，实现变电站自协调区域控制保护，支撑各级电网的安全稳定运行和各类高级应用；智能化变电站设备信息和运行维护策略与电力调度实现全面互动，实现基于状态监测的设备全寿命周期综合优化管理；变电站主要设备实现智能化，为坚强实体电网提供坚实的设备基础。为实现以上功能，本文认为智能化变电站应当实现设备融合、功能整合、结构简洁、信息共享、通讯可靠、控制灵活、接口规范、扩展便捷、安装模块化、站网一体化等特点，应包括以下技术内容:

　　l、智能化变电站技术体系、技术标准及技术规范研究。在对智能电网的国内外现状、技术体系、实施进程及发展趋势进行跟踪、分析和*估的基础上，依据《中国智能电网体系研究报告》，研究智能变电站与数字变电站的差异，给出智能变电站的内涵、外延和应用范围；研究智能变电站内各种设备和系统的物理特性、运行逻辑及其输入输出的形式、介质，抽象出物理和信息模型，并 基于统一的建模方法实现自描述；开展对智能电网发展基础体系、技术支撑体系、智能应用体系、标准规范体系、运维体系及技术*价体系的研究。

　　2、智能化一、二次设备智能化集成技术研究。涉及变压器、开关设备、输配电线路及其配套设备、以及新型柔性电气设备(装置)等电力系统中各种一次设备与控制、保护、状态诊断等相关二次设备的智能化集成技术。这些一次设备实现智能化集成后，实体电网将是一个由各种对内(面向自身)具备完善控制、保护、诊断等功能，对外(面向整个系统)具有数字化、标准(规范)化信息接口并发挥不同功能作用的智能体的有机组合，这些智能体能够在智能化电网控制决策系统的协调控制下，既相对独立又友好合作，共同完成智能电网的运行目标。

　　3、智能化变电站全景信息采集及统一建模技术研究。主要指智能化变电站基础信息的数字化、标准(规范)化、一体化实现及相关技术研究，实现广域信息同步实时采集，统一模型，统一时标，统一规范，统一接口，统一语义，为实现智能电网能量流、信息流、业务流一体化奠定基础。智能化信息采集系统与装置研究，利用基于同步综合数据采集同时适用于传统变电站和数字化变电站的新型测控模式，实现各类信息的一体化采集，包括与智能变电站有关的电源(含可再生能源)、负荷、线路、微电网的全景信息采集。此外还包括标准信息模型及交换技术研究，信息存储与管理技术研究，信息分析和应用集成技术研究，信息安全关键技术与装备研究，智能化变电站同步时钟推广应用研究等。

4、智能