智能变电站过程层应用技术研究

智能变电站过程层应用技术研究

顾海蓉

（南京国电南自自动化有限公司211153）

摘要：智能变电站过程应用技术在整个智能变电站中发挥着重要的作用，其直接影响着整个变电站的输电效率以及输电质量。本文主要在结合我国智能变电站具体运营情况的基础上，对智能变电站过程层应用技术要点进行分析。

关键词：智能变电站；过程层；技术应用

引言：

随着智能变电站的不断发展，对电网的可靠性及经济性的需求也日益增加，对智能变电站过程层应用技术研究显得尤为重要。目前，很多相关技术人员均把目光集在智能变电站的数据传输技术要求的研究和智能终端技术的研究上。

一、智能变电站过程层的介绍

智能变电站主要通过智能化设备实时监控用户端用电量，将电能按需、安全、可靠输送给用户端。过程层在智能变电站自动化系统中的最底层，它是一次设备与二次设备的结合，主要完成运行设备的状态检测、操作控制命令的执行和实时运行电气量的采集工作，实现基本的状态辆和模拟量的数字化输入/输出，比如模拟量和数字量的转换、开关量的输入输出等，可以说过程层的工作直接影响变电站的信息采集和操作执行的速度。

过程层是由一次设备（变压器、断路器、隔离开关、电压/电流互感器等设备）和一次设备所属的智能组件以及独立的智能电子装置构成，通过这些设备完成变电站电能分配、变换、传输及其测量、控制、保护、计量、状态监测等相关功能。同时智能变电站还将常规变电站中间隔层的部分功能移至过程层，从而减轻间隔层的功能，确保信息采集的准确性以及高效性。另外，相比于一般的变电站，智能变电站的一、二次设备的使用上也发生了一些变化。首先他们在一次设备上采用电子式互感器代替以往的电磁式互感器，同时用智能化开关取代了以往的开关设备多个智能电子设备使用之间通过GOOSE、采样值传输机制进行信息的传递。该设备的配备可以更好的监测变电站的电力使用情况以及信息的检测与数据的采集等

二、智能变电站过程层的技术要求

1、数据采集的要求

数据采集是智能变电站运行的最基本点，通过对数据的采集才能发现用电量的变化情况，智能设备才能根据数据的变化做出相应的处理操作。合并单元的作用主要是对采集的数据进行相关的处理，并且通过汇集相关的原件数据来获得电力系统电量参数的最大值，并且将这些数据传输给继电保护设备，继电保护设备可以根据相关数据对相应的设备进行断电保护，防止相关的原件因为电压或者电流的瞬时最大值受到损坏。在智能变电站中，合并单元的重要性与继电保护装置类似，因此相关的合并单元要能实时的正常运行，并且要具有较高的抗电磁干扰和抗恶劣天气的能力。

数据采集有网络采样和点对点采样两种方式。第一种网络采样方式，通过光纤组网的方式接入到过程层交换机，则保护、测控、计量等设备则通过过程层的交换机获取数据信息。数据网采方式可以实现数据采集的实时性和共享性，使数据采集和传输的时间大大缩短，信息处理的速度不断提升，加快了对于数据的响应能力，但是它也有弱点，当网络发生问题时候，不能可靠动作。第二种点对点采样方式，保护、计量设备通过光纤直连合并单元进行数据采集，测量设备仍通过过程层交换机采集网络上数据。点对点数据采集方式可以最大程度地保证保护及计量等设备采集的数据的有效性，可以让保护设备及时可靠地跳开故障线路，可以让计量设备测量出最精确的电能。目前，在工程实际应用中，国网主推保护、计量设备采用点对点方式进行数据采集，保证变电站运行的可靠性及经济性。

2、智能终端设计要求

在智能变电站中，智能终端主要负责采集传输信息并执行命令，其地位也是非常重要的。智能终端也可称为智能组件，其通过电缆与外部机构相连，通过光缆与保护设备相连，当发生故障时，及时将故障信息传输给保护设备，经保护设备判断后执行跳闸命令。因智能终端在智能变电站的重要性，智能终端尽量安装在防护等级高、密闭性好、温度可控的智能控制柜内。如果智能终端安装在户外的话，对智能控制柜的防护等级要求更高，以确保其可以准确采集信息，可靠执行命令。

智能终端在实际应用中需要注意以下几点：①保证智能终端的实时性，智能终端与其他设备间连接，尽量减少中间环节，如目前有些智能站在智能控制柜内取消光纤配线架，采用分支式预制光缆，直接插到智能终端上，减少1个光配架的环节，提高其实时性；②智能终端执行COOSE命令需要具备记录功能，将接收命令时间、命令来源及跳闸方式记录下来，并上送监控后台，以便变电站的检修人员和值班人员及时查看信息；③智能终端需要具备将模拟信息转化成数字信息的功能。智能终端设计的合理性是确保智能变电站过程层应用技术得到发挥的重要前提，相关设备生产厂家需要加强研发，供电公司需要加强对其的管理，最大程度地降低智能终端问题几率，为智能变电技术的应用创造更好的条件。

三、智能变电站过程层存在的问题

过程层在目前实际工程应用中存在的最大问题便是它的不稳定性，在智能电网的过程层中会用到许多的新设备，但是这些设备的可靠性并未得到变电站运行实践的证明。我们都知道在电网运行过程中，故障的发生与扩散往往就在瞬间，如果相关的智能设备可靠性得不到保障，那么整个变电站设备都将会面临较大的冲击，甚至造成更大范围的设备损坏和电能损失。因此，智能变电站的推广要以智能设备运行的可靠性作为保障，同时相关的操作单元要具备更强的抗干扰能力。

四、结论

智能变电站过程层是智能变电站中十分重要的一环，在今后的发展中，优化及完善过程层设备，提高其精确性、实时性及可靠性，从而高效发挥电能的利用率，提高电网的运行效率，促进电网更加稳定可靠地发展。

参考文献：

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