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摘要：本文在阐述智能变电站继电保护架构体系的基础上，对智能变电站技术对继电保护在数据信息及保护原理、实现机制与架构体系以及设计、调试与运维等方面的影响进行了分析探讨。
关键词：智能变电站；继电保护；影响分析
当前，智能变电站技术发展方兴未艾，代表了变电站自动化技术的发展方向，是智能电网建设的重要组成部分。智能变电站的基本特征包括：电子式互感器与智能一次设备的应用、基于IEC61850标准体系的统一建模、二次信息网络化传输等。电网需求和工程实践表明，在众多二次专业中，以继电保护对安全性、可靠性要求最高，因此智能变电站的重点是继电保护，难点是继电保护与通信及其它二次专业的相互渗透。因此，探究与智能变电站技术相适应的继电保护原理及其架构体系是十分必要和迫切的，本文就智能变电站技术对继电保护的影响进行一些探讨。
1智能变电站继电保护架构体系
与传统变电站相比，智能变电站继电保护采用过程层网络为中心的架构，以IEC61850为其通信标准，主要包括以下几方面：
一是“三层两网”架构。智能变电站按照功能在逻辑上划分为三层，分别为站控层、间隔层和过程层，两两之间分别构成站控层网络与过程层网络。对继电保护而言，站控层网络传输整定值召唤、修改、录波文件传送等，而过程层网络传输采样值、开关状态量、跳闸、闭锁等信号，实时性与可靠性备受考验，是智能变电站继电保护关注的重要性能；
二是IEC61850标准体系。IEC61850标准是智能变电站继电保护网络与通信遵循的规则。在模型上，以传统继电保护装置功能为单位划分逻辑设备，一个实体设备可包含多个逻辑设备，以基本功能单元划分逻辑节点；在通信协议上，IEC61850按照通信服务的类型及性能要求映射特定通信协议；在数据上，IEC61850详细划分继电保护基本数据类，覆盖现有的继电保护使用数据，并提供了扩展数据类的方法；
三是基于数据帧传输的运行机制。传统变电站继电保护装置有专门采样和命令信号通道，传输延时由装置处理速率与通道固定时延构成，相对固定。而智能变电站继电保护的采样值传输、开关状态量获取、跳闸指令下达等通过以太网数据帧形式，以交换机及光纤为介质，由过程层网络执行通信，因此，智能变电站继电保护运行高度依赖过程层网络，网络性能构成对继电保护“四性”的约束，过程层网络规划设计及调度策略尤其重要；
四是模块化的保护功能组织形态。区别于传统变电站以装置为中心的继电保护组织形态，智能变电站继电保护以保护功能模块化为组态形式，“集中”或者“分散”的保护实现形式不依赖于装置而是取决于保护需求与网络性能。
五是高精度全网统一的网络同步对时系统。传统变电站继电保护采用IRIG-B码或者光纤方式对时同步。而智能变电站网络化运行模式下，IRIG-B码或者光纤直连方式不能满足继电保护应用需求。智能变电站继电保护需要高精度全网统一网络对时方式，一方面既能充分发挥网络对时方式灵活的特点，另一方面又能利用通信网络冗余高可靠性与实时监测的优势。
2智能变电站技术对继电保护系统的影响分析
2.1对继电保护的数据信息及保护原理的影响
以继电保护数据信息链条的视角而言，与传统的变电站自动化技术相比，智能变电站技术给继电保护带来的影响主要体现在以下三个方面：一是电子式互感器取代电磁式互感器，继电保护的源数据性质发生变化。二是二次信息的网络传输取代二次电缆硬连接，继电保护数据的传输方式发生变化。三是基于IEC61850的二次信息统一建模，继电保护数据的处理和利用方式发生变化。
2.2对继电保护实现机制与架构体系的影响
从继电保护实现机制、架构体系的视角，与传统的变电站自动化技术相比，智能变电站技术给继电保护带来的影响主要体现在以下四个方面：一是网络化数据交换突破了传统继电保护采样-计算-出口一体化的模式。二是网络化数据交换以及交换机的智能化突破了二次回路不可测控的瓶颈。三是对等信息交互模式突破了继电保护运行管理以保护装置为中心的模式。四是过程层统一采样突破了不同二次系统专业壁垒。
2.3对继电保护的的影响
站在智能变电站的设计、调试、运维的全生命周期链条的视角，与传统的变电站自动化技术相比，智能变电站技术给继电保护带来的影响主要体现在以下四个方面：一是智能变电站的继电保护构成形态和运行模式发生了很大变化，继电保护的测试方法、项目、周期等继电保护运维技术标准与规范的研究与编制严重滞后。二是二次信息的网络化传输使得继电保护二次回路可以监测，使得继电保护设备状态检修成为可能。三是基于IEC61850的统一建模，使得变电站所有设备的建模一体化，当面临变电站扩建、设备变更等需求时，如何动态修改配置SCD 文件及CID 文件是目前所有已投运的智能变电站遇到的难题。四是目前IEC61850及智能变电站技术仍然处于发展变化阶段，由于对IEC61850的理解差异性以及扩展定义的不规范性，给智能变电站设计、调试与运维带来挑战，而继电保护专业正是其中的重点和难点。目前大多数的智能变电站试点都需要业主、设计院、集成商、设备厂家、调试单位反复协调，不断修改方案。而变电站投入运行后，运行单位往往难以摆脱对调试单位和厂家的依赖，给电力系统的安全运行带来隐患。
3结束语
在智能变电站技术背景下，继电保护等电网二次系统的组织形态和运行模式将产生极大地改变，必将衍生出一系列全新的电力自动化产品，在提高电网安全可靠运行水平的同时，更为IT 行业和电力自动化行业创造巨大市场和商机，是我国电力自动化和智能电气装备制造产业升级的绝佳机遇。
参考文献：
[1]李仲青，周泽昕，黄毅，周春霞，詹荣荣，李明，杜丁香.数字化变电站继电保护适应性研究[J].电网技术，2011，35（05）：210-215.
[2]赵曼勇，周红阳，陈朝晖，龚建平，王丽，徐振宇.基于IEC 61850標准的广域一体化保护方案[J].电力系统自动化，2010，34（06）：58-60.
[3]高翔，张沛超.数字化变电站的主要特征和关键技术[J].电网技术，2006（23）：67-71+87.
关键词：智能变电站；继电保护；影响分析
当前，智能变电站技术发展方兴未艾，代表了变电站自动化技术的发展方向，是智能电网建设的重要组成部分。智能变电站的基本特征包括：电子式互感器与智能一次设备的应用、基于IEC61850标准体系的统一建模、二次信息网络化传输等。电网需求和工程实践表明，在众多二次专业中，以继电保护对安全性、可靠性要求最高，因此智能变电站的重点是继电保护，难点是继电保护与通信及其它二次专业的相互渗透。因此，探究与智能变电站技术相适应的继电保护原理及其架构体系是十分必要和迫切的，本文就智能变电站技术对继电保护的影响进行一些探讨。
1智能变电站继电保护架构体系
与传统变电站相比，智能变电站继电保护采用过程层网络为中心的架构，以IEC61850为其通信标准，主要包括以下几方面：
一是“三层两网”架构。智能变电站按照功能在逻辑上划分为三层，分别为站控层、间隔层和过程层，两两之间分别构成站控层网络与过程层网络。对继电保护而言，站控层网络传输整定值召唤、修改、录波文件传送等，而过程层网络传输采样值、开关状态量、跳闸、闭锁等信号，实时性与可靠性备受考验，是智能变电站继电保护关注的重要性能；
二是IEC61850标准体系。IEC61850标准是智能变电站继电保护网络与通信遵循的规则。在模型上，以传统继电保护装置功能为单位划分逻辑设备，一个实体设备可包含多个逻辑设备，以基本功能单元划分逻辑节点；在通信协议上，IEC61850按照通信服务的类型及性能要求映射特定通信协议；在数据上，IEC61850详细划分继电保护基本数据类，覆盖现有的继电保护使用数据，并提供了扩展数据类的方法；
三是基于数据帧传输的运行机制。传统变电站继电保护装置有专门采样和命令信号通道，传输延时由装置处理速率与通道固定时延构成，相对固定。而智能变电站继电保护的采样值传输、开关状态量获取、跳闸指令下达等通过以太网数据帧形式，以交换机及光纤为介质，由过程层网络执行通信，因此，智能变电站继电保护运行高度依赖过程层网络，网络性能构成对继电保护“四性”的约束，过程层网络规划设计及调度策略尤其重要；
四是模块化的保护功能组织形态。区别于传统变电站以装置为中心的继电保护组织形态，智能变电站继电保护以保护功能模块化为组态形式，“集中”或者“分散”的保护实现形式不依赖于装置而是取决于保护需求与网络性能。
五是高精度全网统一的网络同步对时系统。传统变电站继电保护采用IRIG-B码或者光纤方式对时同步。而智能变电站网络化运行模式下，IRIG-B码或者光纤直连方式不能满足继电保护应用需求。智能变电站继电保护需要高精度全网统一网络对时方式，一方面既能充分发挥网络对时方式灵活的特点，另一方面又能利用通信网络冗余高可靠性与实时监测的优势。
2智能变电站技术对继电保护系统的影响分析
2.1对继电保护的数据信息及保护原理的影响
以继电保护数据信息链条的视角而言，与传统的变电站自动化技术相比，智能变电站技术给继电保护带来的影响主要体现在以下三个方面：一是电子式互感器取代电磁式互感器，继电保护的源数据性质发生变化。二是二次信息的网络传输取代二次电缆硬连接，继电保护数据的传输方式发生变化。三是基于IEC61850的二次信息统一建模，继电保护数据的处理和利用方式发生变化。
2.2对继电保护实现机制与架构体系的影响
从继电保护实现机制、架构体系的视角，与传统的变电站自动化技术相比，智能变电站技术给继电保护带来的影响主要体现在以下四个方面：一是网络化数据交换突破了传统继电保护采样-计算-出口一体化的模式。二是网络化数据交换以及交换机的智能化突破了二次回路不可测控的瓶颈。三是对等信息交互模式突破了继电保护运行管理以保护装置为中心的模式。四是过程层统一采样突破了不同二次系统专业壁垒。
2.3对继电保护的的影响
站在智能变电站的设计、调试、运维的全生命周期链条的视角，与传统的变电站自动化技术相比，智能变电站技术给继电保护带来的影响主要体现在以下四个方面：一是智能变电站的继电保护构成形态和运行模式发生了很大变化，继电保护的测试方法、项目、周期等继电保护运维技术标准与规范的研究与编制严重滞后。二是二次信息的网络化传输使得继电保护二次回路可以监测，使得继电保护设备状态检修成为可能。三是基于IEC61850的统一建模，使得变电站所有设备的建模一体化，当面临变电站扩建、设备变更等需求时，如何动态修改配置SCD 文件及CID 文件是目前所有已投运的智能变电站遇到的难题。四是目前IEC61850及智能变电站技术仍然处于发展变化阶段，由于对IEC61850的理解差异性以及扩展定义的不规范性，给智能变电站设计、调试与运维带来挑战，而继电保护专业正是其中的重点和难点。目前大多数的智能变电站试点都需要业主、设计院、集成商、设备厂家、调试单位反复协调，不断修改方案。而变电站投入运行后，运行单位往往难以摆脱对调试单位和厂家的依赖，给电力系统的安全运行带来隐患。
3结束语
在智能变电站技术背景下，继电保护等电网二次系统的组织形态和运行模式将产生极大地改变，必将衍生出一系列全新的电力自动化产品，在提高电网安全可靠运行水平的同时，更为IT 行业和电力自动化行业创造巨大市场和商机，是我国电力自动化和智能电气装备制造产业升级的绝佳机遇。
参考文献：
[1]李仲青，周泽昕，黄毅，周春霞，詹荣荣，李明，杜丁香.数字化变电站继电保护适应性研究[J].电网技术，2011，35（05）：210-215.
[2]赵曼勇，周红阳，陈朝晖，龚建平，王丽，徐振宇.基于IEC 61850標准的广域一体化保护方案[J].电力系统自动化，2010，34（06）：58-60.
[3]高翔，张沛超.数字化变电站的主要特征和关键技术[J].电网技术，2006（23）：67-71+87.