数字化变电站自动化技术的应用分析

数字化变电站自动化技术的应用分析

吴泽宏

1分析字化变电站的结构组成

数字化变电站以最为前沿的信息技术、自动化的测量分析技术为基础，能够满足电网对各设备稳定、高效、安全、节能的各项要求，其广泛的应用提升了整个电网的可靠性和加快了电网资源的优化配置。同时变电站又是电力输送线路上最为关键的联结点，承担着调节电压等级、调配电流流向和合理分配电能的功能。数字化变电站结构组成如图1所示。

如图1所示，数字化变电站按照其内部单元功能定位的不同，可以分为过程层、间隔层和站控层三个独立但又相互紧密联系的层块，其中的过程层主要由以各电压等级变压器为核心的高压设备，以智能断路器、隔离开关、负荷开关为核心的智能组件，以及以数字化电压、电流互感器为核心的数据采集装置等一次设备构成；而间隔层包含有以继电保护装置为核心的保护单元、以系统测控装置为核心的测控单元，以监测功能组主智能电子装置为核心的状态检测单元等。站控层包括以远程通讯和外部通讯为主的站域控制通讯系统、同步时钟系统和以监视控制系统为主的保护及故障信息管理系统等。

2分析数字化变电站的技术特征

2.1一次设备智能化

采用微处理器和光电技术设计，对一次设备被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路处理，简化了常规机电式继电器及控制回路的结构，数字程控器及数字公共信号网络取代传统的导线连接，二次回路中常规的继电器及其逻辑回路被可编程控制器代替，光电数字和光纤代替了强电模拟信号和控制电缆智能化一次设备可直接处理设备信息并独立执行本地功能，而不依赖于变电站级的控制系统。

2.2二次设备网络化

变电站中常用的二次设备有继电保护装置、运动装置等，都是在标准化的技术上设计改造的，设备之间的连接都是通过高速网络，二次设备把多个设备连接在一起，可以实现资源共享，这是二次设备的网络化。

2.3标准平台的统一化

IEC61850确立了电力系统的建模标准，为变电站自动化系统定义了统一的标准的信息模型和信息交换模型通过采用对象建模抽象通信服务接口以及设备自我描述规范，实现智能设备的互操作；通过变电站信息共享，对一二次设备进行统一建模，资源采用全局统一命名规则，使变电站内及变电站与控制中心之间实现了无缝通信;设备功能系统配置以及网络连接都可采用基于XML的变电站配置语言进行描述存储交换配置和管理从而简化了系统维护配置和工程实施。

3自动化技术在数字化变电站的应用分析

3.1模拟系统在数字化变电站的应用

在我国的电网的建设中，变电工程正在逐渐向数字化和信息化迈进，呈现出自动化的特征。当前，我国的电力行业还处在基础阶段，未来的发展还需要不断革新。动态仿真系统能够对数字化变电站的故障进行演练或者进行仿真模拟，从而对电路充分进行保护，无论是线路还是变压器都能够得到有效监控，让风险降低。电气自动化的驱动技术能够在最大程度上实现电力的稳定发展，让电力科研人员将同步实验成为可能。只有精确的数据才能够为稳定系统提供强有力的依据，增强仿真实验的精确度，科研人员在仿真的模式下进行电力的测试，更容易发现问题并且及时解决，创建混合型的电力仿真实验室。

3.2分散式设计结构的应用

随着计算机技术、通信技术的不断发展完善，分散式结构设计是继集中式结构设计的一个大进步。在分散式结构的设计中，将变电站中各种输入输出单元元件安装在中低压开关柜中，或者安装在高压一次设备附近，单元部件能够实现保护和监控的双重功能，可以有效的对现场单元部件进行继电保护和安全监控，其中信息通信的方式基本都是通过RS-422/RS-485通信接口进行连接通信的，随着网络技术的不断完善，在分散式结构中逐渐加大了网络技术的应用力度，例如LONEORKS和CAN等现场总线型网络，使得变电站的自动控制更加完善同步。对于分散式结构的自动化控制系统，随着科学技术的不断发展，更是将遥测、遥信、采集与处理、遥控命令执行和继电保护功能集中体现在现,场的单元部件上，在工作中单元部件将信息数据通过网络传输到后台主计算机上，此时后台主计算机则会对变电站内的工作进行自动处理控制。总体上来说，这种结构设计方式对主控制室的要求不那么苛刻，能够有效的降低主控制室的面积，大大的降低了检修工作的难度，减小了工程造价以及工程难度，而且在工作中，使变电站运行的安全性更高、稳定性更高、工作性更强。

3.3集中处理数据信息

变电站的数字化网络框架当前为集中又分散的结构，这个结构的运算核心就是运行工EC6185。对于标准的站控层设备，还需要标准的间隔层和过程层来合并单元，以便及时准确的执行通信的共享。在变电站中针对220伏以及110伏的高压进出线就可以运行工EC6185。对于一些中低压单元，由于基本的采用室内开关矩形式，这种模式会将通信网络进行统一，设备和站控层之间的通信交流十分顺畅，数据化模式更加简便，数字网络化的远程操控也会变得更加简单。自动化系统可以将插件本身的自行诊断功能移到调度中心。系统的装置本身应该及时自我检查，确保变电站系统的维护和维修，每一个系统的运行设备都要实时检查，只有这样才能够快速有效地查找运行装置所存在的缺陷和故障，有效提示故障的位置。

4结语

总而言之，发展数字化变电站自动化技术所需要的智能化、自动化设备配件，使得数字化变电站自动化技术更为成熟，从而使数字化变电站运行更为稳定安全可靠，提高我国供电速率与供电质量，优化人民的生活品质。

参考文献

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作者介绍：

吴泽宏(1988.08.02-)；男；广东深圳；土家族；研究生；技术员；电力系统；深圳供电规划设计院有限公司。