智能电网将各种技术在输配电系统中的应用进行集成与融合,代表着现代电网建设的理念、目标,是一切电力新技术应用的总称。作为变电环节的关键,智能变电站对智能电网的建设具有重要意义。作为一次设备智能化的实现,以及智能变电站的典型部件与结构基础,智能一次设备将成为各种智能单元的接入平台,而智能单元则将成为具体智能技术的应用终端。本文对智能一次设备的框架、工作原理进行了设计,同时针对智能组件的模块结构、功能和配置方案展开了研究。从变电站结构和集成制造两方面进行的可行性论证认为,本方案的实现具有一定的技术基础。同时,本文对智能单元,以及协同工作进展开了设计和研究,使之满足一次设备智能化的各种要求。对此,研究了设备协同的实现方式,选取了选相合闸技术进行了单元协同的研究和仿真,展示了协同工作和智能化技术对电网、设备的良好效应。此外,针对本方案给状态诊断和顺序操作带来的影响进行了扩展研究,并提出了对应的优化方案。最后,对智能变电站的远景模式进行了构想,给出了设计和应用方案,具有一定的前瞻性。由此,本文对一次设备智能化方案进行了探索式研究和前沿性设计,通过论证、仿真和应用介绍等方式展现了方案的优越性,为后续的研究和发展提供了一种思路、参考和探索。