智能變電站的規劃與建設探究

王曉東

（國網浙江義烏市供電有限公司，浙江金華322000）

0 引言

智能電網建設推動了智能變電站建設的熱潮，智能變電站技術含量高、對設備可靠性要求高，給其自身的規劃與建設帶來了新的命題。智能變電站體系復雜，內部各類一次和二次設備眾多，有必要探究智能變電站的詳細規劃與建設技術，以推動我國智能電網建設。

1 智能變電站及其架構概述

智能變電站是智能電網的代表，近年來，隨著我國智能電網建設如火如荼地開展，智能變電站遍地開花。智能變電站的重要特征在于信息化和自動化，其內部眾多的電氣設備網絡互聯，信息能夠互操作，能夠基于一個友好、互操作、共享的信息網絡實時交換站內信息。

圖1為一個典型的智能變電站的三層兩網架構，其中，三層是指過程層、站控層、間隔層，具體如下：

1.1 過程層

過程層主要是智能變電站內的各個設備，包括各類設備：光電式互感器、智能開關裝置、各類中間通信裝置（合并單元、智能終端）。過程層用于變電站內的信息采集與控制，以及各類命令的執行。

1.2 站控層

站控層是整個變電站的靈魂與控制中心，也是變電站的管理中樞，主要實現各類控制信息、通信信息交換以及網絡對時功能，完成站內的狀態交換，并進行相應的邏輯分析，實現閉鎖、跳閘等功能。

1.3 間隔層

作為三層之間的聯系層和過渡層，間隔層主要是指各類二次設備，這一層主要包括各類繼電保護和安全自動裝置、相應的測控儀表等，來實現保護智能變電站運行安全的功能。

2 智能變電站的規劃與建設

智能變電站規劃時，需要考慮的因素眾多，包括建設成本、規劃選址、拆遷成本、周邊環境等，綜合各類因素后才能進入實施階段。目前，智能站建設最常用采用的是緊湊型，以最大化地進行信息的共享與整合，可以從變電站電氣一次、電氣二次、網絡化等方面考慮。

2.1 智能變電站電氣一次

智能變電站的電氣一次設備與常規一次設備有所區別，以光電式、光纖為主，智能變電站對電氣一次的要求比常規變電站高，同時所需造價更高。在進行智能變電站電氣一次的規劃時，應充分考慮滿足智能化設備、智能組件等與電氣一次的集成化，并進行電氣一次設備安裝、排布、環境的綜合評估，實現智能變電站智能化、集成化、一體化的需求。

圖1 智能變電站的三層架構

以某110 kV智能變電站為例，該變電站采用內橋接線，采用中性點接線方式，綜合考慮到智能變電站的設計需求和標準，采用了雙層配電方式，站內直接接入110 kV電源，并實現無人值守情況下的安全穩定運行。一次設備方面，變壓器安放和布置在變電站外，變電站一層設計了電容器組、低壓配電室、接地變室，二層設計了地理信息系統，并在整個變電站內布置了設備搬運與安裝通道。

2.2 智能變電站電氣二次

進行電氣二次規劃設計時，需要考慮共享性和唯一性的雙重原則。首先，共享性的問題，各類電氣二次設備不應該進行數據重復采集，同時，智能變電站內部各類電氣二次設備應該信息共享，并基于相同的通信規約，具有良好的互操作性。此外，唯一性，所有的信號和出口均為一對一設計和規劃，不可進行重復規劃設計。

二次設備廠家眾多、分類眾多，在站內需要進行組屏，需要注意以下原則：適宜采用集中布置的原則，適當進行組合和優化，確立合適的組屏方案；如果應用了戶內配電，則配電現場應該安裝相應的保護和測控裝置，進行就地安裝。

值得注意的是，根據現行的《110（66）～220 kV智能變電站設計規范》，雖然在三層兩網上沒有差異，但現行規范出臺較晚，不少條款在設計規范上與實際建設存在差異，在進行變電站建設時應該充分考慮這些差異。

2.3 智能變電站網絡化控制

以某110 kV變電站的二次設備網絡化為例，站內二次組網集合了站控層相關設備、間隔層各類保護與測控設備，根據“四網合一、三層一網”的原則，將其變電站事件（GOOSE）報文、制造報文規范（MMS）報文、IEEE.1588對時報文、采樣測量值（SMV）報文同網傳輸，這種通信方式極大地便利了站間設備的網絡化，如圖2所示。

圖2 數字化變電站整站網絡結構

此外，除了電氣一次、電氣二次、網絡通信以外，還需要考慮智能變電站內部其他組件，如智能化狀態監測、合并單元、故障錄波裝置等的規劃和布置，以最終構成智能變電站內部立體、閉環、互動的站間設備環境。

3 結語

智能變電站的規劃與建設是一個復雜的系統工程，涉及區域電網發展規劃、負荷分布、技術水平、用地安排等多項環節，同時變電站內各類電氣一次和電氣二次設備眾多，如何有效規劃和建設，實現全站電氣一次、電氣二次、網絡通信高效工作，實現自動化、網絡化、智能化，依然是智能變電站規劃與建設技術未來發展的探索重點。