综合自动化变电站向数字化变电站发展浅析

综合自动化变电站向数字化变电站发展浅析

邵长坤

国网山东省电力公司检修公司济宁分部 山东省济宁市 272000

摘要：随着我国社会经济的不断进步，我国科学技术水平也随之相应提高。尤其是在我国实现工业现代化道路中电力工业成为推动我国发展的重要因素之一。但是目前我国的电力工业发展的速度比较低，不能够很好的满足我国社会发展的需要，而且变电站的自动化技术水平也比较低，最终导致我国电力事业发展效率的低下。所以电力部门的改造已经成为实际发展的需要，实现变电站无人值守自动变电，提高变电站的生产效益。变电自动跟踪系统能够采用先进的数字图像处理技术以及模式识别技术对摄像机收集到的图像和数据进行科学的分析和识别，及时跟踪现场可疑的运动目标，并且及时启动应急报警系统。这样的系统能够弥补传统的图像监控系统的不足，及时掌握变电站的现场情况，对出现的问题能够做到及时发现、及时解决。
关键词：自动化变电站；数字化变电站；发展

1、变电站电力系统自动化控制的应用

1.1集中式结构

自动化的智能技术有一个最为显著的特点，这也是自动化智能技术的优势，那就是操作起来比较便捷，在智能控制的基础之上，让变电站电力系统工作的内容和流程都更为直观和明晰。工作人员在工作的时候，可以实现远程控制，遇到紧急情况时候也比较好处理，即使环境比较复杂，也不会阻碍工作人员的工作。自动化的智能技术是非常需要的，也是需要不断深化的。目前，变电站的电力系统自动化最主要的形式就是集中式，其可用范围相对也会比较广泛一些，利用计算机的功能扩展数据接口，以达到收获信息的目的。这样收获的数据会更准确，信息也会更精准，比传统的人工要管用得多，对环境的适应性很高，能够根据环境进行自我调整，从而更加适应环境的需求。

1.2分布式结构

除了上述的集中式结构以外，在变电站电力系统自动化智能控制应用中，还有分布式结构。分布式结构与集中式结构之间的差距还是很大的，分布式结构的目的在于增加原有的功能，当集群中的群体更大的时候，就会拥有更多的功能，然后将这些更多的功能再一一分配到对应的计算机中去，这样有助于让计算机实现更加独立的目标，而且在对这些计算机的信息和数据进行统计的时候，不用去做过多的处理，就可以达到较为理想的效果。应用分布式的结构方式，可以更高效地完成对信息的处理，在同一时间众多设备一起工作，大大提高了效率，同时还保证了安全性。不过，分布式的结构方式也有一个弊端，即倘若变电站的电压等级比较高，则不太适用，这也是分布式结构的一个局限性。

2、数字化比传统综合自动化变电站优势

2.1避免重复建设共享统一信息模型

数字化变电站的所有信息采用统一的信息模型，按照统一的通信标准接入变电站通信网络。变电站保护、测控、计量、监控、遥控、VQC等系统采用相同的通信网络接收电流、电压和状态信息，并发出控制命令，不需要针对不同的功能建立单独的信息采集、传输和执行系统。传统变电站对各种功能采用不同的通信标准和信息模型。二次设备和一次设备采用电缆传输模拟信号和电平信号。各种功能需要建立自己的信息收集、传输和执行系统。变电站的复杂性和成本。

2.2减少变电站全生命周期成本

变电站的设备之间需要通信，而这种通信是建立在网络上的，当变电站的功能需要改进或者要再新加入一些设备的时候，只需要在通讯网络上增加新的设备就可以了，而综合自动化变电站还要对原有的设备进行一定的改造才可以，这也节约了成本，实现经济利益的增长。此外，数字化变电站的各项功能可以在不同的设备上进行共享，比如要增加一些新的功能，如果现有的设备能够完成这些功能，那么，不需要增加设备，而只需要将其软件方面进行改动即可，不用再去购置新的硬件设施。

2.3信号传输采用计算机通信技术实现

数字变电站的信号传输是通过计算机通信技术实现的。通信系统在传输有效信息的同时，传输信息校验码和信道自检信息，一方面消除了误传信号，另一方面，当通信系统故障时，可以发出技术报警。传统变电站一次设备和二次设备直接通过电缆传输信号，不需要验证信息。当信号错误或电缆断开或短路时，很难发现。此外，利用模拟光信号传输光学信号比较困难，容易受到干扰。

2.4变电站可实现更复杂自动化功能

传统变电站在通信系统中传输信息的过程中，很难保证信息传输的质量。在传输过程中，信息可能是不完整的，在传输过程中信息的传输延迟和信息不能得到保证。许多自动化技术只能停留在实验室，很难在工程项目中得到广泛的应用。数字化变电站采用智能主设备，所有功能均可远程实现。通信系统传输的信息更加完整，通信的可靠性和实时性大大提高。因此变电站可以实现越来越复杂的自动化功能，提高自动化水平。
3、数字化变电站综合自动化系统存在的问题及处理建议

3.1设计方面

数字化变电站综合自动化系统的设计存在接口不兼容、微机测控、设备利用率低、缺乏人性化设计、远程视觉系统不能充分发挥作用等缺陷。首先，接口不兼容的问题主要是由于变电所的自动化设备各不相同，接口种类繁多，互不兼容。导致保护监测装置无法正确上传数据信息，无法接收GPS时间等；在操作过程中，可以在远处解决的问题可能需要现场解决，给员工带来不必要的麻烦。为了解决这些问题，企业在投标时需要充分考虑各种设备。接口问题，明确接口格式，使之不仅能满足工程的实际需要，而且能大大解决工程的造价问题。其次，微机测控设备利用率低的问题，主要是由于微机测控设备的开关量和模拟量较多。为此，应尽可能压缩微机测控装置的数量，避免设备浪费，增加运行维护。最后，远观系统不能充分发挥其作用的问题主要是由于相机数量不足、无法满足实际需要或相机安装位置不合理等原因，将无法发挥远观系统的作用。根据系统的设计，合理确定相机的数量和位置，以满足功能要求，充分考虑场地条件，保证远观系统功能的充分发挥。

3.2安装调试方面

数字化变电站综合自动化系统的安装调试方面主要包括通信故障、遥控设备不正确引起的事故等问题。通信是数字变电站的神经部分。在实际工作中存在许多问题，主要表现在以下几点：部分通信网络电缆不受钢销保护，容易造成网络电缆损坏；变电所设备由不同厂家提供，不压装。需要安装规定的转换器，这会导致通信失败、通信中断或通信失败。为此，应加强对通信网络电缆的保护，明确厂家制定的通信接口规则，避免因多种产品接口不兼容而造成的通信问题。对于日常运行中因遥控操作设备错误而引起的相关事故，大多是由于变电所扩容、大修技术改造等原因，而新机组开关的遥控需要在变电所进行测试。这将导致相关的事故。为此，需要进行远程控制测试准备，如果远程数据库正确，则需要处理工作票据。另外，调度部门必须派专人到现场参与远程测试，这样可以减少事故的发生。

结语：电力产业以及工作人员应顺应好时代发展趋势，发挥好自身的职责，结合发展战略，完善变电站的自动化技术，为管理系统的发展提供帮助，制定方案策略，追求更高要求高品质的创新成果，与数字化移交标准相结合证实了基于IFC4数据标准的移交可行性。总结提出在变电站数字化建模与电力工程计算规则，能够有效减轻工作人员的工作力度，且开展变电站信息化工作。
参考文献：

[1]陆华,杨恩龙,张勤裕,茅晓蕾,周芸.基于BIM技术装配式变电站新型楼承板施工应用[J].中国设备工程,2019(12):115-117.

[2]李兆森,杨军辉.基于BIM的城市轨道交通资产数字化移交研究[J].现代城市轨道交通,2020(01):90-93.

[3]金钊，周志宇.综合自动化变电站向数字化变电站发展浅析[J].电子设计工程，2018，20（22）：144-148.
　　[4]夏勇军，苏昊，胡刚，等.数字化变电站研究现状与应用展望[J].湖北电力，2017（3）：9-12.