智能变电站——三层两网

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110kV智能变电站体系结构的典型架构

站控层

包括自动化站级监视控制系统、站域控制、通信系统、对时系统等。

作用

上传下达
向上：向调度控制中心上传实时信息
向下：面向全站设备提供监视、控制、报警等信息交互

间隔层

处于中间层，包含保护测控装置、故障录波装置和计量装置等二次装置。

作用

接收站控层的指令，通过各种传感器设备获取过程层各设备的运行信息，如电压、电流等模拟量信息以及断路器、开关等位置信息，从而对过程层设备进行保护与控制，实现本间隔内的操作闭锁，并进行一次电气量的运算和计量。

过程层

底层结构，包含变压器、母线、断路器、隔离开关、电子式互感器等一次设备及其智能组件。

作用

负责实时电气量检测、设备状态监测及操控命令的执行。

站控层网络

主要用于实现站控层设备与间隔层设备之间的通信功能，采用星形网络和MMS通信协议。

措施

1. 设备数量减少: 合并冗余硬件设备，降低采购与维护成本
2. 网络层次简化: 采用扁平化结构设计，减少数据传输延迟
3. 模型标准化: 统一设备接口模型，增强不同厂商设备的互操作性

过程层网络

过程层网络由交换机与网络线组成，向上连接着间隔层的智能电子设备，向下连接着智能终端、合并单元，扮演着联系一次设备和二次设备的角色。过程层网络采用GOOSE协议和SV协议进行数据传输。

实现间隔层设备与过程层设备之间的数据传输，主要用于完成运行设备的状态监测、执行操作控制命令、实时电气量采集等功能，可实现基本状态量和模拟量的数字化输入、输出。

站控层网络和过程层网络组建方案

1. 独立过程层网络，该方式中站控层设备不能直接访问过程层，站控层网络和过程层网络是两个独立的网络。间隔层保护测控智能电子设备(IED)通过交换机与站控层设备相连，调度或远方控制中心通过路由器接入站控层网络，并可直接访问间隔层IED。

2. 全站唯一网络，即智能变电站内的所有智能设备(包括ETC和EVC)都需要接入同一个网络，且任意智能设备之间，特别是过程层设备与站控层设备之间，都能够直接通过唯一网络完成信息交换。

目前，我国智能变电站的网络建设都遵循“横向隔离”安全策略，即变电站内网与外部Internet从物理上完全隔离。

智能变电站中的设备

通信网关机屏：将全站的信息转为特定的数据格式，向上传给调度控制。

智能网络分析仪：全站的报文都会汇聚到这里，分析各类报文。

时钟同步主机屏：接受北斗或者GPS天线等信号，实现全站设备信息的一个时间同步，再信息处理和分析提供一个准确的时标。

电度表屏：电能计量的装置，计量对象是输电线上的有功和无功，为电能计量和计费提供依据。

//一次设备：变压器线路和母线都是带电设备，电压等级比较高，电压一般由输电线从其他变电站或者发电厂将电能传输过来。

交直流一体化系统：通过占用变，将交流送到这一套交直流一体化系统来，面向变电站的二次设备。

交流电供电的二次设备：通过UPS不间断电源系统来提供，蓄电池里面的直流电转变为交流电。

直流电供电的二次设备：（继电保护装置、通信装置）用充电机把交流变成直流。

通信设备：站内和站外进行通信，包括向调度端上送数据，以及接收调度的控制命令和线路的对策纵联保护之间的一些信息交互。

二次设备中的继电保护装置：能够区分电力系统的正常和不正常以及故障状态，如果有故障，要迅速有选择的将故障切除。