智能变电站自动化系统一体化技术探讨

智能变电站自动化系统一体化技术探讨

张强于博

（国电南瑞科技股份有限公司江苏南京211100）

摘要：自动化技术的不断研发与更新，提高了变电站的运行能力和智能效果，提升了电力系统的运行效率。从自动化技术在智能变电站中的应用意义出发，介绍自动化系统的结构特点和技术运用，为自动化技术的发展提供理论基础。

关键词：智能变电站；自动化系统；一体化技术

1智能变电站自动化系统简介

1.1总配与分配

在智能变电站中，其总体配置是保证变电站安全、稳定运行的关键所在，而且在总配支持下，变电站能够统一执行各种命令。自动化系统在智能变电站中的应用，能够对变电站运行数据进行深入分析，统一实现信息的储存，为变电站提供数据和信息服务。自动化系统中存在各种设备，各种设备的配置则是分配，自动化化系统中分配主要指监控设备的配置。变电站对监控设备的配置具有较高的要求，从而实现集中监测和控制变电站，保证变电站运行的稳定性。

1.2监控系统

在智能变电站自动化监控系统中，主要依托于计算机和网络来完成对变电站的监控任务，实现变电站的无人值守。监控系统主要以主系统和辅助系统为主，工作人员利用远程即能对变电站基本动态进行掌握，同时利用自动化系统来减少变电站人力的投入，使无人值守成为可能。

1.3自动管理

自动化系统能够完成变电站中所有设备及相匹配参数的配置，实现变电站的智能化控制。而且自动化管理工作中，还加快向调控一体化的方向发展，能够更好的满足智能电网建设的需求。

2智能变电站自动化系统的标准构成

一般的智能变电站系统以无人值班变电站作为设计目标，使用开放式的分层分布系统，一般自动化系统可以分成过程层、间隔层和站控层三个层面，以光纤为载体使用IEC61850-9-2的传输协议进行网络传输，过程层主要由智能组件构成，间隔层里面有着各种测控装置保护装置，站控层属于智能变电站的核心控制部分，比如通信装置、员工监控中心、站域控制等。变电站内的110KV智能组件和10KV智能组件没有多大的关联以确保安全性，并且变电站内有网络故障记录的设定，记录下各种故障信息。智能变电站中配置的站域控制装置与时间同步系统也有相应的标准。

3智能变电站自动化系统一体化技术研究

3.1遵循标准

智能变电站自动化系统一体化技术在标准上首先应满足现行的国际、国内制定的值得信赖的有关标准和规范，如IEC61850、IEC60044-7、IEC60044-8、GB/T14285—2006和DL/T860等。还要跟踪国内外最新技术标准的动态，持续推进最新标准的应用，做到在标准层面上符合要求，便于规范统一发展。

3.2设计思想

以“二次设备服务于一次设备”为指导思想，服从电网调度自动化系统的总体技术要求。本着“分布自治、集中协调”和设备“就地化、一体化”的设计理念，按照分层、分布、分散的设计架构模式，面向对象或间隔配置纵横向融合的一体化功能模块，一体化设计的“智能设备”，深度整合构建一体化业务平台，统一变电站设计规范，实现新的面向对象或间隔的一体化变电站自动化系统及IED设备。

3.3设计原则

以遵循标准、设计思想和实际业务需求为导向，采用分层、分布、分散的设计架构模式，面向对象或间隔的功能需求模块化设计，以标准化、模块化、构件化和网络化的智能组件技术为支撑，趋向一、二次设备融合的“智能设备”，符合“就地化、一体化”的发展趋势，符合变电站模块化建设统一模式的需要。同时，简化系统网络结构，探索高级应用和站域保护等，构建一体化业务平台的监控系统，实现优化配置的变电站自动化系统及IED设备。

3.4设计架构

二次设备分布、分散布置，一次设备就地化、一体化，已经被认为是现在和未来的主要技术发展方向。未来的变电站按照智能化、标准化、模块化、构件化、一体化和就地化的设计思想，以及统一规范的建设模式，实现变电站的“标准化设计、工厂化加工和装配式建设”的目标。本次研究涉及的变电站自动化的设计架构按照设计思想和设计原则，包括逻辑层架构和物理层架构，逻辑架构按照IEC61850分为变电站层、间隔层和过程层三层，物理架构定义为变电站层和设备层的两层。

3.5设备层一体化实施路线

实际上，早在传统变电站自动化系统时代，就已经进行了有效的一体化方式实践，那就是10（35）KV的保护测控一体化装置的挂柜模式，解决了大量电缆进入主控制室的问题，大大节省了电缆、屏体和空间，使就地接线也清晰明确了，至今仍在传统变电站领域占有一席之地，并获得了业界的普遍接受和高度认可。由此可见，实施智能变电站设备层一体化实施技术方案是有历史经验的，是技术上的延续和发展。

3.6设备的调试工作

（1）站控层设备。对功能界面上所需要的数据和软件进行整理，建立相应的系统和应用，并对设备进行调整。（2）网络构建。对各个设备之前进行通信链接保证功能正常完善。（3）间隔功能调试。对智能化设备之间数据进行调整，将参数和设备进行现场模拟，对各个设备之间性能进行调试，完成整个系统的连接。（4）纵向分系统功能调试。与前一项工作可以同时进行，对变电站中各项工作要求进行现场调试，保证功能正常运行。（5）横向功能联合调试。模拟现场环境、第三方系统或设备接入，调试工程项目要求的监控联动、站域防误、故障分析、在线监测、综合数据处理等的站控层一体化功能。

3.7其他应用技术要求

在产品设计这个阶段，可以对现场电磁兼容性（EMC）、电磁干扰（EMI）和IP等级等技术方面的要求进行充分考虑和满足，如今设备向着更加小型化发展，因而在技术上可以通过自动化和可编程控制器来进行技术控制，这样也能够为嵌入式智能设备的发展打下坚实的基础。

3.8设备防护构想

相对于户内站，户外站就地化布置面临的气候条件更加严酷，直接暴露在阳光和雨水之下，对设备的维护保养和使用寿命均造成一定影响。为此，借鉴夏日里伞具遮阳挡雨的道理，设想为就地化布置的预制式智能汇控柜安装简易伞棚。一是便于运维人员在各种天气情况下的就地操作或巡视，二是也可以改善就地预制式智能汇控柜的小气候环境。这里的“伞棚”并不是一般意义上的雨伞或阳伞，而是类似在汇控柜顶部组装一体的一个穹顶屋檐，伞棚造型按需要美化设计，材质为绝缘材料等，可现场装配拆卸，便于使用和维修。

结语

在我国智能电网工程建设中，变电站自动化系统技术得到了越来越广泛的应用，同时对于其技术要求相对比较高，还处在需要进一步探索阶段，从当前各国发展模式上可以看到，通过阶段化发展才能够一步步实现技术上的突破，保证建设工作稳步进行，从而实现智能变电站自动化系统的一体化建设和实施。

参考文献：

[1]许伟国.110KV智能变电站自动化系统关键技术应用研究[J].供用电,2011,05:40-45.

[2]朱益民.自动化技术在智能变电站自动化系统中的应用[J].科技与创新,2014,07:45-46.