基于智能变电站自动化系统一体化技术分析

基于智能变电站自动化系统一体化技术分析

李豪

（广东电网有限责任公司湛江供电局524200）

摘要：本文主要针对智能变电站自动化系统一体化技术的相关内容进行简要分析，仅供参考。

关键词：智能变电站；自动化系统；一体化技术

1智能变电站的概述

智能变电站是由先进的、可靠的、节能环保的设备组合而成，其特点是通过采用先进的智能一、二次设备，以统一的信息平台为基础，能对变电站实行全景监测、状态评估、运行控制。智能变电站系统共分为过程层、间隔层、站控层。过程层包括由一次设备和智能控件等组成的智能设备、合并单元及智能终端；间隔层主要是由继电保护装置、测控装置、故障录波等二次设备所组成；至于功能高度集中的站控层，则是由自动化系统、站域控制系统、通信系统以及对时系统等子系统组成。

2智能变电站自动化系统结构

2.1结构技术与结构作用

智能变电站的自动化系统结构继承和发展了传统变电站的综合自动化系统结构技术，与传统技术相比，智能变电站的自动化系统结构技术更为成熟，数字连贯性更好，连接速度更快，其工程应用方式也具有更高程度的标准化要求。完善成熟的结构技术能够有效促进智能变电站及时进行系统的扩展、维护和更新工作，进一步推动变电站的智能化进程。由于其结构技术运用于变电站一次设备上，这就说明智能变电站自动化系统结构的基本作用是以优化结构的方式保障变电站一次设备的安全，并在保障设备安全的基础上满足实际电网的运行要求。

2.2结构功能

智能变电站自动化系统结构拥有诸多功能，其中最主要的功能以变电站一次设备为对象的功能。智能变电站的结构功能从功能的性质上可以分为系统功能与基础功能两方面。系统功能指的是工程人员通过自动化系统有效实施监控管理、远程操作、综合决策等一系列变电站运作活动，基础功能则具体指工程人员对自动化系统进行保护、监视、排查的基本工作。系统功能是基础功能得以实现的基础与前提，这就要求工程操作人员在对智能变电站自动化系统结构进行分析研究时，要求将系统功能与基础功能有机结合进行综合讨论。

3自动化技术在智能变电站中的应用意义

智能变电站是一个系统化工作内容，其中包含了非常多智能化设备，这项技术的引用通过互联网通信技术进行链接，将其中所包含的信息数据和各项技术进行传达，后期通过智能化的收集方式，进而对数据进行综合分析，并且得到结论，这是一个系统化工作，同时，最为重要的是如果一旦变电站发生危险，那么变电站自动化系统将会有所感应，将其传到给工作人员，从而尽快找到解决办法，智能化变电站最为重要就是最终能够达到什么目标，它与传统变电站相比，技术上更阿基先进，同时对于系统整个过程能够进行监督和控制，从而提升了整个变电站工作效率，让电力企业效益大幅度提升，因此，我国电力系统发展中对于智能变电站系统的应用是必然趋势，其作业不容忽视。

4智能变电站发展问题分析

4.1技术应用方面

①各类新技术集中涌现，实践验证较短，成熟度较低；②二次设备数量品种增多，可靠性和复杂性问题突出；③电子式互感器和过程层设备可靠性有待加强；④未能有效统一一次系统设计优化和二次设计模式；⑤设备研制领域需进一步深化研究，以实现技术支撑；⑥配置检测调试工具缺乏、标准尚未完全统一；⑦高级应用功能实用化程度及预制舱技术发展方向不确定。

4.2系统设计方面

①二次设备集成化原则变化快，设计标准尚未统一，存在“单功能多间隔集成”、“单间隔多功能集成”等多种设计模式，对其整合研究较少；②户内、户外变电站二次系统设计方案不同，如设备布置方式、户内、户外站二次运维地点不同；③设备提前老化、接线修改等不可预见性问题；④配置设计问题，如设计能力不足、工具缺乏、模型受限等；⑤铺设电缆、光缆过程中的反措和工艺问题；⑥预制舱数量、规模、扩建和寿命问题。

4.3安装调试方面

①调试模式和流程复杂，用户难以单独完成，对生产厂商的依赖度显著提高；②智能电子设备配置的专用检修工具较少，部分测试工作难以展开；③二次系统改变为合并单元、智能终端及大量交换机后，二次回路变成了“黑匣子”；④变电站系统配置文件（SCD）内容深度耦合，功能关联回路可见性差，间隔扩建或IED装置升级时，不得不采取全站停电或模拟搭建完整方案进行SCD更新的验证；⑤产品调试需要复合型和教育程度较高人才，对人员配备提出了更高要求。

4.4智能设备方面

①电子式互感器、合并单元、智能终端、交换机等的运行可靠性比常规保护大幅降低；②电子式互感器的可靠性、安全性和寿命问题依然突出；③交换机的可靠性及VLAN配置协议私有化始终存在；④网络延时不确定；⑤报文分析仪规范标准不统一；⑥智能变电站保护测控设备由多台装置共同实现。

4.5运维管理方面

①运维人员对智能变电站的前期参与程度低，对其缺乏了解，发生异常时对故障影响范围及处理方式不明确，操作和异常处理存在风险；②因站内网络需要，采用了大量交换机，当交换机出现故障，可能造成多个开关拒动，进而可能引发更大事故；③智能变电站的虚端子、虚回路因规范化和可视化的现状不便于理解造成维护较为困难；④过程层网络采用点对点方式，没有体现网络信息共享特点，增加了运行维护的复杂性。

5智能变电站自动化系统一体化技术分析

5.1设备层一体化实施路线

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，例如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，并且获得了业界的普遍接受和高度认可。变电站后台监控软件集成了部分数据高级分析应用功能，但在实际运行中未能起到应有的参考价值。

5.2设备的调试工作

第一，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；第二，网络构建。对各个设备之间进行网络规划、通信链接，保证功能正常，数据上传机制完善；第三，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；第四，纵向分系统功能调试。与前一项工作可以同时进行，按照变电站中各类工作要求进行现场调试，保证功能正常运行；第五，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。

5.4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、电磁干扰和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，所以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。

5.5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，对维护和保养设备工作也形成了一定阻碍，因此，针对这种问题，相关人员可以在设备安置位置上设置简易伞棚，这样不仅能够对设备进行保护，同时还能够方便相关人员去进行维护和检查。

总结

总之，智能变电站自动化系统一体化技术的应用一方面在一定程度上提升了整个电力系统的自动化水平，进而保障了电网系统的稳定性和可靠性，另一方面也有效的推动了我国现代化电网系统建设工作的进步，提升了电网系统运行管理及维护水平。

参考文献：

[1]彭锦.智能变电站自动化系统一体化技术探讨[J].环球市场，2017（24）.

[2]樊陈，倪益民，窦仁晖，等.智能变电站一体化监控系统有关规范解读[J].电力系统自动化，2012，36（19）：1-5.