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以全智能化变电站为标志的智能电网工程在我国已经进入全面建设阶段,但真正可以实现全智能化的500kV智能变电站仍然是少数。五家变电站是黑龙江500kV环网结构、“北电南送”战略的重要组成部分,基于IEC 61850标准设计的监控系统可实现500kV五家变电站站内设备精确采集数据以及通信无缝连接,全面提升500kV五家变电站以及黑龙江电网的智能化水平。本文详细分析了500kV五家智能变电站监控系统的功能需求,包括一次设备的智能化、二次设备的集成化以及监控系统的一体化等。基于监控系统功能需求分析,提出了500kV五家智能变电站监控系统的建设目标。论文研究了电子互感器等一次智能设备和合并单元、智能终端等二次智能设备的原理和可实现功能。在IEC 61850标准中,通用的面向变电站事件(GOOSE,Generic Object Oriented Substation Event)是利用广播方式传输信息的高效形式,用来传输智能变电站监控系统跳合闸、闭锁等关键控制信息。本文建立了500kV五家智能变电站监控系统GOOSE通信模型,分析了GOOSE通信硬件需求,选择了满足实时性和可靠性要求的GOOSE通信硬件,并设计了GOOSE通信系统硬件架构。本文基于通信结构及其对以太网的性能要求,根据不同的网络带宽、报文大小及发送时间间隔等因素,对比分析了三种基本组网方式的优缺点,设计了500kV五家智能变电站的通信组网结构。利用OPNET通信网络仿真软件建立了智能变电站监控系统的通信仿真模型。分析了GOOSE和SV通信的结构、映射、重发送机制、帧格式和编码,结合GOOSE事件触发和SV采样,解析了GOOSE报文和SV报文,验证了通信功能的实现。最后,基于IEC 61850标准设计了500kV五家智能变电站监控系统的总体结构、通信模型,展示了各类型数据及其实现的性能指标。目前500kV五家智能变电站已经正式投入运行,各项功能达到预期目标,实现了500kV五家变电站的全面智能监控。