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【摘 要】随着社会经济的发展智能变电站试点工程已全面进入现场实施阶段，根据现阶段对于新一代智能变电站的设计的了解，以该工程为例，总结新一代智能变电站二次部分总体设计方案，针对同类工程的设计实施具有一定的指导意义。
【关键词】新一代智能变电站；过程层组网；设计
第一代智能变电站在设备研制、设计建设等方面取得较大进展。但由于系统较多、功能分散，在整体建设理念、技术创新、设计优化、标准制定等方面有待进一步提高。在这种情况下，国家电网开始加快新一代智能变电站建设，启动了“新一代智能变电站设计关键技术”研究项目。在2012年国网公司两会上，提出了在现有智能变电站试点和建设的成果基础上，设计和建设“占地少、造价省、效率高”的新一代智能变电站，做到结构布局合理、系统高度集成、技术装备先进、经济节能环保、支持调控一体。
天津高新园110kV智能变电站作为2013年5个新一代试点工程之一，二次设计方案在遵循上述原则的基础上优化创新，积极探索。本文以下内容将主要针对该工程二次方案进行总结探讨。
1站控层设备优化集成整合
天津高新园新一代智能变电站根据“系统高度集成”原则，简化后台及远动系统。站控层设备主要包括监控主机、数据通信网关机、综合应用服务器。监控主机负责接入站内间隔层设备，实现站内设备的运行监视、操作控制，集成防误主机和保护信息子站功能，支持智能告警、一键式顺控等高级应用功能。配置I区数据通信网关机和II区数据通信网关机，其中，I区数据通信网关机实现面向主站的实时数据远传服务；II区数据通信网关机实现面向主站的II区数据远传和站内全景远程数据浏览；综合应用服务器负责分析处理智能辅助系统数据等业务，同时集成III/IV区数据远传功能。
与以往智能站相比，该工程减少了站控层的机器配置，去掉了图形网关机，提高系统集成度并降低造价；监控系统增加了接入计量和PMU数据的功能，并需向主站转发；采用了全面的状态监测方案，监测对象从变压器、断路器一次设备到交换机、通信网关机等二次设备。告警直传和远程浏览是必备功能，强调了高级应用功能的工程应用。
2层次化装置的应用
层次化保护控制由就地级保护、站域级保护控制和广域级保护控制三个层次组成，2013计划完成试点站内层次化保护控制体系构建，广域保护控制功能继续开展相关技术研究。站内层次化保护控制体系由面向单个被保护对象的就地级保护装置和面向全站的站域保护控制装置组成，具备全站完备的保护控制功能，并为实现站内保护控制装置智能诊断奠定技术基础。根据此要求，高新园变电站首先完成了站内层次化保护体系的构建。更近一步，该工程还进行了110kV保护测控一体化，主变测控装置就地化安装的探索，实际应用效果明显，节省了大量的电缆及光缆。
2.1站域保护控制装置
站域保护控制装置利用站内多个对象的电气量、开关量和就地级保护设备状态等信息，集中决策，实现保护的冗余和优化，完成并提升变电站层面的安全自劢控制功能，不经就地级保护，直接下达控制指令；同时具备支撑广域级保护控制技术的子站功能。
天津高新园新一代智能变电站采用国电南瑞科技股份有限公司的站域保护控制装置，是站域保护功能和安全自动装置功能的一体化设备。站域保护控制中含有的线路保护、母联/分段保护、备用电源自投、低频低压减载等功能，满足相应的保护装置和安全自动装置的技术要求。该装置同时接入站内过程层网络及站控层网络，数字量输入接口协议选用IEC61850-9-2，支持多个MU的网络化采样方式，支持GOOSE网跳功能，支持SV、GOOSE共网。
2.2就地化保护测控装置
就地化符合新一代智能变电站设计原则。就地级保护控制装置利用被保护对象自身信息独立决策，实现可靠、快速地切除故障，包括线路保护、主变保护、低容低抗保护等。
本工程除了公用测控、站域保护控制装置以及母差保护装置采用集中组屏的方式，线路保护测控，主变保护，主变测控等装置全部采用就地化设备，解决环境、电磁干扰等对保护装置的影响，减少数据传输环节，提高就地装置的运行可靠性。
3过程层设备优化整合
该工程110kV电压等级过程层设备全部采用合并单元智能终端一体化装置，与就地化保护测控装置一起安装在GIS汇控柜内，大大简化了二次电缆布线，节省了光缆数量，全站集成化水平大幅提升。
10kV电压等级采用多合一保测一体装置就地安置在开关柜内，集成保护、测控、合并单元及智能终端功能，实现电度量采集计算。可接受站控层GOOSE信息，配合站域保护装置完成相应的低频低周减载功能。
4二次设备网络配置
4.1间隔层设备组网
根据智能变电站设计通则要求，110kV智能站采用单星型网络结构。站控层设备比如监控主机，数据通信网关机，综合应用服务器等直接通过IEC61850规约读取间隔层设备数据。低压分散装置需要的站控层GOOSE信息与站控层MMS网数据实现共网传输。
4.2过程层设备组网
对于过程层和间隔层保护之间的信息采用点对点方式直接连接，间隔式保护的采样值SV和跳闸GOOSE信号采用点对点传输，非间隔式保护、监控、状态监测、电能质量、录波、非关口计量等的采样值SV和GOOSE信号采用过程层网络传输。过程层网络同样采用单星型网络结构。
本工程采用各二次厂家最先进的智能化设备，装置功能高度集成，实现了过程层数据的共网共口传输，仅此一项亮点，节省了大量的交换机接口，体现了突出的经济性。
5总结
本工程承担着试点工程相应任务，完成了诸多新一代智能变电站需要实现的项目，基本做到“结构布局合理、系统高度集成、技术装备先进、经济节能环保、支持调控一体”的要求。但对于对时方式上没有实现突破，基于安全稳定性考虑，本站还是采用了当前最为可靠的B码对时方式，没有尝试使用1588网络对时。这也成为今后的试点工程中可以重点解决的一个课题。
作者简介：
崔丽丽，1982年1月3日出生，女，汉族，籍贯：辽宁省义县，职称：中级职称（电气工程），学位：学士，研究方向：电力系统继电保护，单位：国网宁夏电力设计有限公司
【关键词】新一代智能变电站；过程层组网；设计
第一代智能变电站在设备研制、设计建设等方面取得较大进展。但由于系统较多、功能分散，在整体建设理念、技术创新、设计优化、标准制定等方面有待进一步提高。在这种情况下，国家电网开始加快新一代智能变电站建设，启动了“新一代智能变电站设计关键技术”研究项目。在2012年国网公司两会上，提出了在现有智能变电站试点和建设的成果基础上，设计和建设“占地少、造价省、效率高”的新一代智能变电站，做到结构布局合理、系统高度集成、技术装备先进、经济节能环保、支持调控一体。
天津高新园110kV智能变电站作为2013年5个新一代试点工程之一，二次设计方案在遵循上述原则的基础上优化创新，积极探索。本文以下内容将主要针对该工程二次方案进行总结探讨。
1站控层设备优化集成整合
天津高新园新一代智能变电站根据“系统高度集成”原则，简化后台及远动系统。站控层设备主要包括监控主机、数据通信网关机、综合应用服务器。监控主机负责接入站内间隔层设备，实现站内设备的运行监视、操作控制，集成防误主机和保护信息子站功能，支持智能告警、一键式顺控等高级应用功能。配置I区数据通信网关机和II区数据通信网关机，其中，I区数据通信网关机实现面向主站的实时数据远传服务；II区数据通信网关机实现面向主站的II区数据远传和站内全景远程数据浏览；综合应用服务器负责分析处理智能辅助系统数据等业务，同时集成III/IV区数据远传功能。
与以往智能站相比，该工程减少了站控层的机器配置，去掉了图形网关机，提高系统集成度并降低造价；监控系统增加了接入计量和PMU数据的功能，并需向主站转发；采用了全面的状态监测方案，监测对象从变压器、断路器一次设备到交换机、通信网关机等二次设备。告警直传和远程浏览是必备功能，强调了高级应用功能的工程应用。
2层次化装置的应用
层次化保护控制由就地级保护、站域级保护控制和广域级保护控制三个层次组成，2013计划完成试点站内层次化保护控制体系构建，广域保护控制功能继续开展相关技术研究。站内层次化保护控制体系由面向单个被保护对象的就地级保护装置和面向全站的站域保护控制装置组成，具备全站完备的保护控制功能，并为实现站内保护控制装置智能诊断奠定技术基础。根据此要求，高新园变电站首先完成了站内层次化保护体系的构建。更近一步，该工程还进行了110kV保护测控一体化，主变测控装置就地化安装的探索，实际应用效果明显，节省了大量的电缆及光缆。
2.1站域保护控制装置
站域保护控制装置利用站内多个对象的电气量、开关量和就地级保护设备状态等信息，集中决策，实现保护的冗余和优化，完成并提升变电站层面的安全自劢控制功能，不经就地级保护，直接下达控制指令；同时具备支撑广域级保护控制技术的子站功能。
天津高新园新一代智能变电站采用国电南瑞科技股份有限公司的站域保护控制装置，是站域保护功能和安全自动装置功能的一体化设备。站域保护控制中含有的线路保护、母联/分段保护、备用电源自投、低频低压减载等功能，满足相应的保护装置和安全自动装置的技术要求。该装置同时接入站内过程层网络及站控层网络，数字量输入接口协议选用IEC61850-9-2，支持多个MU的网络化采样方式，支持GOOSE网跳功能，支持SV、GOOSE共网。
2.2就地化保护测控装置
就地化符合新一代智能变电站设计原则。就地级保护控制装置利用被保护对象自身信息独立决策，实现可靠、快速地切除故障，包括线路保护、主变保护、低容低抗保护等。
本工程除了公用测控、站域保护控制装置以及母差保护装置采用集中组屏的方式，线路保护测控，主变保护，主变测控等装置全部采用就地化设备，解决环境、电磁干扰等对保护装置的影响，减少数据传输环节，提高就地装置的运行可靠性。
3过程层设备优化整合
该工程110kV电压等级过程层设备全部采用合并单元智能终端一体化装置，与就地化保护测控装置一起安装在GIS汇控柜内，大大简化了二次电缆布线，节省了光缆数量，全站集成化水平大幅提升。
10kV电压等级采用多合一保测一体装置就地安置在开关柜内，集成保护、测控、合并单元及智能终端功能，实现电度量采集计算。可接受站控层GOOSE信息，配合站域保护装置完成相应的低频低周减载功能。
4二次设备网络配置
4.1间隔层设备组网
根据智能变电站设计通则要求，110kV智能站采用单星型网络结构。站控层设备比如监控主机，数据通信网关机，综合应用服务器等直接通过IEC61850规约读取间隔层设备数据。低压分散装置需要的站控层GOOSE信息与站控层MMS网数据实现共网传输。
4.2过程层设备组网
对于过程层和间隔层保护之间的信息采用点对点方式直接连接，间隔式保护的采样值SV和跳闸GOOSE信号采用点对点传输，非间隔式保护、监控、状态监测、电能质量、录波、非关口计量等的采样值SV和GOOSE信号采用过程层网络传输。过程层网络同样采用单星型网络结构。
本工程采用各二次厂家最先进的智能化设备，装置功能高度集成，实现了过程层数据的共网共口传输，仅此一项亮点，节省了大量的交换机接口，体现了突出的经济性。
5总结
本工程承担着试点工程相应任务，完成了诸多新一代智能变电站需要实现的项目，基本做到“结构布局合理、系统高度集成、技术装备先进、经济节能环保、支持调控一体”的要求。但对于对时方式上没有实现突破，基于安全稳定性考虑，本站还是采用了当前最为可靠的B码对时方式，没有尝试使用1588网络对时。这也成为今后的试点工程中可以重点解决的一个课题。
作者简介：
崔丽丽，1982年1月3日出生，女，汉族，籍贯：辽宁省义县，职称：中级职称（电气工程），学位：学士，研究方向：电力系统继电保护，单位：国网宁夏电力设计有限公司