数字化变电站综合自动化系统的发展梁凯

数字化变电站综合自动化系统的发展梁凯

梁凯

（许继电气股份有限公司保护自动化系统分公司河南省许昌市461000）

摘要：随着科学技术的不断发展，数字化以及自动化的系统不断应用于社会各个领域中，而在变电站的发展过程中，已经开始进行数字化变电综合智能化系统的设计，以此来应对智能电气化的发展需要。在本篇文章中，笔者将对数字化变电站综合自动化系统的功能结构以及特征进行浅析并探讨该系统的优势，从而给有关人员提供理论参考。

关键词：数字化；变电站；自动化

随着变电站自动化技术的不断成熟与完善，也使得该项技术开始应用于城乡电网改造建设中，并且使用自动化的技术能够实现无人值班，同时在超高电压电站建设的过程中，采用全新的综合自动化技术，可以提高电网整体的自动化水平，同时也增强了配电的灵活性，同时也能够对变电站的建设成本与维护成本进行控制。目前，智能电卡、智能开关、光电式电流压互感器以及智能电网的出现，从而让数字化变电站综合自动化系统有了应用的基础，所以，全数字化变电站综合自动化系统必然会快速的发展。

1数字化变电站自动化系统的特征

1.1智能化的一次设备

在数字化变电站自动化系统中已经广泛应用了光电技术与微型处理器，这样便可以让机电式继电器、控制回路的内部结构能够得到有效简化。通过利用数字化的网络信号对传统导线进行替代连接，这样不仅可以较大幅度的提升传输的效率，同时也能够避免导线故障的出现，从而让维护的成本与建设成本得到了控制。除此之外，通过让变电站的二次回路继电器与逻辑回路由新的编程控制器进行替代，并利用光纤代替原有的控制电缆，这样不仅可以大幅度提升信息传输总量，同时还能提高信息传输的质量。总之，通过应用智能化的一次设备，可以实现对传统设备的有效升级，以此来满足社会关于电力传输方面的需求。

1.2网络化的二次设备

变电站的二次设备包括了故障录波装置、测量控制装置、继电保护装置以及远动装置等，而此类二次设备已经实现了模块化与标准化，并且各设备之间也实现了网络的连接互通，这样可以让各类设备间的数据做到实时共享，并且能够将常规的功能装置逐渐转变为具有逻辑性的功能模块，这样在任务处理的效率以及质量方面均能得到最大幅度提升。此外，通过实现二次设备的网络化，还可以帮助管理人员对设备进行远程监控与操作，并且不需要设置重复的I/O接口。

1.3自动化的运行管理系统

目前，社会对于电力的需求总量正在不断的增加，这就需要建设大量的电网，以此来满足社会的发展需要，而在对变电站进行管理的过程中，需要对其进行全天候全方面的管理，这样才能够保障变电站对外正常供电。但是，在电网数量与规模不断增加的时候，管理人员需要花费大量的时间对系统进行管理，并且在人工管理的状态下，不能够做到全天候全方位的控制与监测，而数字化变电站自动化系统便能够实现自动化运行管理，例如：在变电站运行的过程中，可以对电力生产运行数据进行自动记录，并利用系统对数据信息进行及时的处理与上报，这样能够有效提高信息反馈与处理的效率。当然，自动化的运行管理系统，还能够对出现故障的原因出具分析报告，并提出具有较高参考价值的处理意见，这样便能够帮助维修人员进行故障溯源，从而提高供电服务的质量。除此之外，自动化的运行管理系统还能够实现状态检测，这样能够及时将变电站可能存在的出现了问题进行预警，从而避免变电站出现严重的运行事故。

2数字化变电站自动化系统的结构

变电站自动系统的结构，可以从逻辑结构以及物理结构进行划分。在逻辑结构中主要由过程层、站控层以及间隔层共同组成，而在物理结构方面包括了网络化的二次设备以及智能化的一次设备共同组成。

2.1过程层

过程层既是电气设备的智能化部分，也是二次设备与一次设备的结合面，其主要的功能包括了操作控制执行与驱动、状态参数的实时检测以及电气检测。电气检测包括了谐波分量、电压、相位、电流、电量等方面的内容；在过程层中，通过使用光电电压互感器以及光电电流互感器，可以有效提高设备的抗干扰性能以及抗饱和性能。除此之外，通过使用智能化的新型互感器，还能够将装置的体积进行小型化，这样不仅能够节约大量的空间，同时也利于装置的安装与排列，从而实现美观与实用的结合。变电站能够处于正常的工作状态，需要对刀闸、电容器、直流电源系统以及变压器等进行状态参数的检测，而过程层的设备状态参数检测内容包括了机械特性、工作状态、温度以及绝缘等方面的内容；通过在线检测与统计能够及时了解到设备的实时状态，从而为设备上运行提供一定的保障。过程层的操作控制执行与驱动功能可以实现对断路器刀闸合分控制、电抗器投切控制以及直流电源的放电控制的。当然，控制命令的过程中，自动化的系统还能识别命令的真实性与合理性，这样能够避免错误操作的存在，同时也能够提高操作的动作精度，并且能够在短时间内对多个位置进行同时控制，以此为变电站的正常运作提供功能方面的支持。

2.2间隔层

间隔层的设备功能主要包括了数据信息的统计与汇总、操作闭锁、设备保护、其他控制、优先级控制、网络通信等方面的功能。间隔层的功能较为丰富，并且在变电站正常运作的过程中，其也发挥了极为关键性的作用，例如：网络通信功能便能够对收集与汇总的数据进行转接与传输，同时将此类数据传输自占控制层，这样不仅能够确保信息能够得到正常的运输，其也能够建设出高效的信息通道，从而提高数据的真实性与准确性，并且还能提高整个通信系统的可靠性与稳定性，以此为变电站的正常运作提供信息通信方面的支持。除此之外，在执行控制命令的过程中，通过间隔层发挥优先级别控制的功能，还可以对重要且关键性的控制命令进行优先执行，从而达到了对内部控制命令的有效调节，这样便能够有效减少命令冲突问题的出现。

2.3站控层

主要功能包括了对数据库进行实时刷新、历史数据库的再次登录、接收控制中心的命令、全站操作闭锁控制、本地监控、在线维护、操作培训等方面的功能。站控制层是数字化变电站自动化系统的核心内容，并且其内在功能将会直接影响到变电站的正常运行，例如：站控层拥有全站操作闭锁控制功能，可以实现全站快速刀闸闭锁功能实现高效的紧急处理，并且其能够有效的避免危险操作的出现。由于站控层还具有操作培训的功能，这样在新管理人员进入变电站的过程中，通过该项功能可以快速熟悉变电站的核心内容，而大量实际的操作练习，也能够有效提高管理人员的实际操作经验，从而减少错误操作的存在。变电站在长期连续的运作，所以，部分功能或模块会出现不同程度的故障，而通过暂控层能够对设备进行在线维护，同时也能够对参数进行及时修改，这样可以大幅度缩减维修的成本与时间。

3数字化变电站自动化系统发展中的问题

目前，数字化变电站自动化系统仍处于起步的阶段，所以，在实际应用与推广的过程，也会面临不同程度的问题，而对其进行归纳与总结后，主要存在以下方面的问题：（1）变电站自动化系统试用阶段，元器件仍存在着一定的缺陷与不足，而元器件的功能缺陷，也会严重影响变电站的正常运作。（2）在正式应用自动化系统前，还需要对设备进行测试，同时还需要对设备的状态与性能进行检测，而目前关于测试与控制的方法与标准，能存在着不足的地方，这样就会使得系统使用的可靠性与稳定性受到影响。（3）数字化变电站自动化系统发展需要以光机电一体化技术为重要的技术基础，但是在实际研究的过程中，专业壁垒的存在，也使得光电机协同公关存在着较大的问题，这样在将技术进行转化的过程中，也会面临较大的难题。

4结束语

综上所述，通过对数字化变电站综合自动化系统进行深入的研究，可以为变电站的未来发展与建设提供一定的方向参考，而通过解决系统、设备等方面的问题，也可以有效的提高变电站的智能化、自动化的水平，从而来满足现代电力输送的需要。

参考文献：

[1]杨敏.数字化变电站自动化系统升级改造方案探讨[J].中国新技术新产品,2014(22).

[2]曾伟峰.智能数字化变电站过程层应用技术要点分析[J].中国新技术新产品,2015(01).

[3]刘伟,郑卫洪,杨晓静.变电站自动化系统的数字化趋势[J].天津电力技术,2015(03).