试析自动化技术在数字化变电站中的运用

试析自动化技术在数字化变电站中的运用

刘闯1李永强2刘宇3战麒4

（国网辽宁省电力有限公司大连供电公司辽宁大连116000）

摘要：随着当前电力行业的发展和技术革新，电力系统中的自动化及时产生了广泛的应用。作为电力系统中的重要组成部分，变电站也在不断革新自己的技术水平。电压互感器等机电一体化设备的出现，不但提高了电力系统的现代化水平，也让国家电网更加的稳定，为电力系统的安全性提供了保障。这些新的技术为变电站带来新的革新方向，让数字化变电站的自动化配置成为可能。因此，企业需要合理利用电力资源，为我国电力系统的健康有序发展贡献自己的力量。

关键词：自动化技术；数字化；变电站

1数字化变电站概述

作为电力系统的重要组成部分，变电站的功能主要是变换电压等级以及电能的汇集和配送。它是由主变压器、隔离开关、断路器、母线、避雷器、电容器、互感器、电抗器等设备组合而成的综合系统。整个变电站可以分为一次系统和二次系统。其中一次系统负责对电能的传输和分配以及电压的变换工作；二次系统的作用主要在于完成测量、监视一次设备和流经它的电能，并负责故障的控制、告警、保护。数字化变电站系统是一种综合性的数字化系统。随着科技的不断进步，计算机技术、现代电子通信技术以及信息处理和网络技术等均在变电站的二次设备中得到广泛的应用，经过功能的重新组合和系统的优化设计，能够实现变电站中全部设备和它们的运行情况进行实时的监视、测量和控制协调。相对于常规的变电站二次设备，数字化变电站实现了对变电站二次接线的简化，提高了变电站的安全性和稳定运行水平，在降低运行维护成本的同时提升了经济效益。

2数字化变电站的组成结构和功能分析

根据当前国内外的情况来看，数字化变电站代表着最先进的计算机技术和测量综合技术，不仅可以提高变电站的设备安全和稳定，而且该技术可以进一步的优化整个电网的高效和稳定运行。数字化变电站技术能够根据整个电网的运行情况，运用先进的信息技术，合理的进行电网资源的配置调度，促进我国电网技术水平的提高。通常而言，变电站起着连接电网的作用，并且作为电力传输的中转站，起着分配电流和调节电压的作用。数字化变电站的结构比较特殊复杂，首先我们可以根据内部标准来划分，将其分为过程层、站控层和间隔层三个既相互关联又彼此分立的层面。这里面过程层包括了各个电压的变压器以及相应的高压设备，依托一定的智能信息技术，来实现比如开关隔离、切断电路、调节负荷的功能，过程层的基础设备以电压和电流的数据收集分析设备为基础。间隔层主要作用就是进行继电保护，所以该层面要包括系统的测量控制装置以及电子监控分析设备。而站控层就是利用相应变电站站点来进行远程控制，实现这种远程控制的基础就是远程和外部的通讯设备以及相应通讯系统，并且站控层还可以利用数字化计时和监控系统及时处理相应的事故障碍。以上三个层面互相联系，环环相扣，共同组成数字化变电站的主要结构。由于数字化变电站相对于传统变电站具有特殊的结构，所以也会体现不同的功能。第一就是数字化变电站具有控层功能，也就是根据日常收集到的信息，运行相关计算机设备进行分析整理，保证数据库的时时更新。另一方面结合数字化变电站的过去信息，利用模型进行测量计算，对新发生的情况做出合适的判断，并且利用我们的站控中心传达命令。利用变电站的这套系统，可以及时处理相应的事故障碍，保障电网的稳定运行。第二点就是数字化变电站的过程控制功能，数字化变电站的过程层可以对电网运行中的电流和电压进行时时测量，并且对变电站的设备的温度、压力、以及密度进行统计分析。根据以上的数据分析，过程层就可以利用控制变压器的相关装置，来实现比如直流电压分流和控制电容等相关的操作控制。第三点就是数字化变电站的间隔层功能，间隔层功能具有根据不同层面的特殊情况，实现有针对性的控制。首先间隔层会对各个层面的数据信息进行统计分析，根据整个变电站的运行需要，进行相应的开关和分流，对不同数据的运行和分析采用不用的优先级别，进而让设备装置的信息及时有效的在不同层面之间传递，起到过渡和控制分流的作用。

3自动化技术在数字化变电站应用的优势分析

1）在数字化变电站中推动自动化技术的应用，可以优化资源配置，减少不必要的电力损耗，节约人力和资金的投入，最终提高变电站的经济效益。

2）自动化技术在变电站中的应用，促进了内外部的信息传输和共享。自动化设备的应用，使得变电站系统下各个设备使用一个网络接收传递信息，不必各自分别进行信息网络的采集和传递。减少了不必要的网络设备建设，提高不同设备的之间的适应性，促进了信息资源的共享使用。

3）自动化技术的运用，改变了人力操作形成的误差，所以能够提高变电站的测量分析的准确度。并且在技术方面，通过对模拟信号的升级和调整，改进传感器的感应和收集能力，进而减少了数据信息的误差，同时自动化测量系统的应用，不仅可以精简设备的组成，而且可以增强系统的智能性，进而提高整个变电站的生产效率。

4自动化技术在数字化变电站的应用

4.1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。

4.2设计结构的应用

随着计算机技术的不断革新和发展，只有分散式的结构设计才是设计的重中之重。在分散式的结构设计之中，变电站的输入和输出都是将零件应用于开关柜当中。因为技术先进和完善，在分散式结构中加大了技术的力度和应用频率，让变电站的自动控制更加完善。对于分散式结构的自动化控制系统，将采集、处理和遥控等命令集中在现场的每一个部件之上，工作的部件将信息从自身输入到计算机当中，变电站的工作也随之被控制，这种设计的方式非常合理简便，大大降低了检修工作的难度，遇到问题的同时可以尽快解决问题，使变电站运行的安全性和稳定性更高。

4.3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。

5结语

数字化变电站系统的建立和实现，对我国的自动化技术有着深远影响，从而推动经济的发展。数字化变电站自动化系统的实现，对电网自动化技术的发展和推广具有促进作用。想要数字化变电站自动化的功能进一步优化，还需要对变电站的优点和缺点进行深入研究。

参考文献：

[1]数字化变电站继电保护优化配置研究[J].陈珂，邱季.科技经济市场.2015（06）

[2]智能电网背景下自动化技术的发展分析[J].王玮.无线互联科技.2015（24）

[3]论变电站自动化技术的现状及发展[J].黄建辉.黑龙江科技信息.2016（23）