劉昱彤

中國南方電網廣東南海電力設計院工程有限公司

摘? ?要：

目前智能變電站存在虛回路難以維護，采樣值同步復雜；電氣二次設備功能縱向分布可靠性快速下降；過程層設備功能橫向耦合，業務相互影響；光口發熱，數據同步復雜等弊端。鑒于此，介紹了肇慶110 kV港口輸變電工程電氣二次專業中對縱向集成、小型化二次設備等智能化變電站新技術的試點應用方案，希望能促進技術迭代，推動創新發展，總結積累經驗及技術推廣應用條件，形成有效模式，為探索南方電網智能變電站未來發展方向貢獻一份力量。

0? 引言

南方電網公司提出全面打造“安全、可靠、綠色、高效”的智能電網，變電站作為電網的基礎運行單元，其智能化水平是影響智能電網建設成效的關鍵環節。為落實南方電網智能電網“智能化、模塊化、集成化”的設計理念，本著趨勢明確、技術先進、方案合理、運維便捷的原則，開展智能變電站試點項目建設，通過試點項目促進技術迭代，推動創新發展，總結積累經驗及技術推廣應用條件，形成有效模式，指導南方電網智能變電站未來發展[1]。

電氣二次設備從早期的機械電磁式、晶體管式、集成電路式發展到微機自動化裝置，再到應用數字化采樣、支持IEC 61850規約，經歷了很長的發展時間?，F如今的智能變電站，電氣二次設備仍然以面向間隔配置設備的方式為主，保護、自動化功能分層分布于間隔層、過程層、站控層多個裝置中，以實現信息數字化和數據共享。但智能變電站也存在很多問題：由于光纖連接復雜、虛端子配置工作量大，虛回路難以維護，采樣值同步復雜；電氣二次設備功能縱向分布可靠性快速下降；過程層設備功能橫向耦合，業務相互影響；光口發熱，數據同步復雜；每個間隔均配置保護裝置、測控裝置、合并單元或智能終端、錄波、計量等裝置，各裝置功能相互獨立，使得硬件配置重復、全站接線復雜、信息共享不充分、缺乏全站系統層的協調和功能優化、投資成本大等。

本文主要介紹肇慶110 kV港口輸變電工程電氣二次專業中對縱向集成、小型化二次設備等智能化變電站新技術的試點應用方案。

1 ?網絡結構

肇慶110 kV港口變電站采用常規互感器+合并單元，實現數字化采樣；SV與GOOSE共同組網，實現信息共享，網采網跳。網絡結構如圖1所示。

肇慶110 kV港口變電站采用“三層兩網”網絡結構，三層分別為站控層、間隔層、過程層，兩網分別為站控層網絡、過程層網絡。站控層網絡采用雙星型冗余網絡結構，配置MMS A、MMS B網；過程層網絡GOOSE網與SV網合并，采用雙星型冗余配置，實現通信環節N-1故障不影響任何一套保護功能。間隔保護采用直采直跳，跨間隔保護如主變保護、母差保護，通過過程層GOOSE+SV網絡采集電流、電壓、測量及控制信息，并通過GOOSE網絡發出跳閘報文，實現網采網跳。

站控層設備主要功能是通過網絡匯集全站的實時數據信息，不斷刷新實時數據庫，并定時將數據轉入歷史數據記錄庫；按需要將有關實時數據信息送往調度端；接收電網調度或控制中心的控制調節命令并下發到間隔層、過程層執行；具有全站操作閉鎖控制功能和站內當地監控、人機聯系功能；具有對間隔層、過程層二次設備的在線維護、參數修改等功能。

間隔層配置主要設備包括各種保護裝置、測控裝置、智能錄波器、站域保護等，其主要功能是各個間隔過程層實時數據信息的匯總；完成各種保護、自動控制、邏輯控制功能的運算、判別、發令；完成各個間隔及全站操作聯/閉鎖以及同期功能的判別；執行數據的承上啟下通信傳輸功能，同時完成與過程層及站控層的網絡通信功能。

過程層主要設備為合并單元、智能終端以及保測合智一體化設備，其主要功能是完成設備運行狀態的監測、控制命令的執行等。

2 ?縱向集成

縱向集成方案是基于間隔硬件集成裝置，面向間隔將合并單元、智能終端、保護、測控等設備集成，就地布置，簡化間隔內邏輯，實現跨間隔信息網絡共享，以間隔就地控制柜的形式實現與一次設備的標準化接口，預制光電纜連接，跨間隔信息網采網跳，信息共享，網絡優化，解決電氣二次設備面臨的難題。

肇慶110 kV港口變電站采用基于間隔硬件集成裝置，110 kV線路面向間隔將合并單元、智能終端、保護、測控等設備集成，就地布置，簡化間隔內邏輯，跨間隔信息網絡共享。

3 ?小型化二次設備

集中布置，通過小型化設備組建二次設備柜，優化整合屏位，實現標準化接口。網采網跳，信息共享，網絡優化。

3.1 ?110 kV小型化母線保護方案

肇慶110 kV港口變電站配置一套110 kV小型化母線保護裝置，含110 kV分段過流保護功能，SV網絡采樣，GOOSE網絡跳閘，采用4U高度19/2英寸插件式機箱。110 kV小型化母線保護方案如圖2所示。

現階段南方電網V2.1版智能變電站110 kV母線保護屏配置110 kV母線保護（含分段保護功能）1臺、打印機1臺；110 kV母線PT及分段測控屏配置110 kV母線PT測控裝置2臺、110 kV分段測控裝置1臺。

肇慶110 kV港口變電站110 kV母線保護屏配置110 kV小型化母線PT測控裝置1臺，110 kV小型化分段測控裝置1臺，110 kV小型化母線保護（含分段保護功能）1臺，網絡打印，對比南方電網V2.1版智能變電站節約1面屏柜、1臺110 kV母線PT測控裝置以及1臺打印機。

3.2 ?110 kV小型化主變保護方案

肇慶110 kV港口變電站主變配置雙重化的主、后一體小型化變壓器電氣量保護和一套本體非電量保護，本體非電量保護集成于本體智能終端，非電量保護采用就地直接電纜跳閘，信息通過本體智能終端上送過程層GOOSE網。主變保護屏內取消打印機，改為采用網絡打印的方式，設備采用4U高度19/2英寸插件式機箱。110 kV小型化主變保護方案如圖3所示。

以單分支主變為例，現階段南方電網V2.1版智能變電站110 kV主變保護屏A配置主變保護1臺、打印機1臺；主變保護屏B配置主變保護1臺、打印機1臺；主變測控屏配置高壓側及本體測控裝置1臺、低壓側測控裝置1臺。

肇慶110 kV港口變電站110 kV主變保護屏A小型化主變保護1臺，小型化主變高壓側及本體測控1臺，小型化主變低壓側測控1臺，采用網絡打??；主變保護屏B小型化主變保護1臺，采用網絡打印；對比南方電網V2.1版智能變電站節約1面屏柜、2臺打印機。

4 ?其他智能化技術應用

肇慶110 kV港口變電站作為南方電網示范工程，除縱向集成及小型化二次設備外，在該項目中還包括如表1所示的智能化試點應用。

5 ?結語

縱向集成裝置，單裝置實現間隔保護、測控、合并單元/智能終端的功能，采樣環節少，響應快速，裝置光口數量少，發熱量小，SCD工作量較少，集成和調試簡單清晰，節約了裝置數量，減少了交換機端口，減少了光纖量；小型化二次設備，減少了屏柜數量和裝置間電纜光纜長度，節約了占地面積，降低了造價成本。肇慶110 kV港口變電站中，縱向集成、小型化二次設備以及其他智能化應用的試點，能夠促進技術迭代，推動創新發展，總結積累經驗及技術推廣應用條件，形成有效模式，為探索南方電網智能變電站未來發展方向貢獻一份力量。

審核編輯：湯梓紅