探讨变电站电力系统自动化智能控制技术

探讨变电站电力系统自动化智能控制技术

杜浪,谌兆敏

深圳供电局有限公司 深圳市

摘要:在变电站电力系统中，自动化智能控制技术是指利用计算机软件、硬件和网络通信等相关的设备来完成对变电所各环节进行有效管理与操控。随着我国科技水平的不断提升，对其研究也越来越深入了。本文主要就变电站电力系统自动化智能控制技术进行了分析。

关键词：变电站；电力系统；自动化；智能控制

引言

变电站实现自动化运行应当关注其中继电保护装置所具有的功能。微机自动化在变电站自动化运行中具有突出优势，在这一基础上结合集成控制电路，巧妙融合了通信技术以及自动化技术，为变电站的进一步发展提供支撑作用。

1 智能变电站概述

智能变电站是采用可靠的现代化、环保、集成的智能设备，以通信平台网络化、全站信息数字化、信息共享标准化为基本要求，自动化执行信息测量、信息采集、信息管控、信息维保、信息核算等基本功能，并支持电网智能化调节、实时自动化管控、在线剖析下达决议、多方协同互动等高等级功能的变电站。智能变电站包括过程层、间隔层、站控层三个层级。其中过程层由智能设备、智能终端、合并单元组成，智能设备包括一次设备以及保护单元、控制单元、测量单元、状态监测单元等智能组件; 间隔层由二次设备组成，如测控装置、继电保护装置、故障录波设备等; 站控层由站域控制系统、自动化系统、对时系统、通信系统组成，可在一台嵌入式装置或计算机上实现数据采集、操作闭锁、监视控制等功能。

2我国变电站电力系统发展现状

我国电力系统自动化智能控制技术的发展起步比较晚，在实际应用中，由于变电站的规模和数量都比较大，而且随着计算机网络技术、通信与计算机处理能力以及人工智能等相关理论知识不断地深入到人们生活当中。因此需要对这些方面进行研究，首先是要建立一个完善且科学合理的体系结构来完成信息传输工作;其次就是利用先进设备来实现电力系统运行控制功能和操作管理功能，并且可以根据实际需求在变电站中配置相应数量的智能控制系统或者数据采集设备。目前我国的变电站电力系统自动化智能控制技术研究还处于初级阶段，在实际应用过程中，仍然存在一些问题。主要体现在：首先对电网运行情况缺乏有效了解，部分技术人员没有从根本上认识到电网运行状况对于整个社会发展具有重要作用；其次是对网络拓扑结构不熟悉、数据信息滞后等原因造成了故障处理效率低和网络资源浪费的现象发生;最后是技术水平不高导致设备维护不当，影响变电站电力系统自动化智能控制工作质量及可靠性。

3变电站电力系统自动化控制需实现的功能

（1）监控功能是自动化监测系统所必须的功能，在监控系统中，通常有以下几项需要监测：①设备状态数据采集、传感器数据采集等。这里的数据，具体包括数字量、模拟量等。②能够存入大量信息数据的存储功能，主要是随时记录下变电站的实时工况，以便日后能进行有效的查询。如查询断路器跳闸、保护动作的发生等。③自动识别故障，也就是说通过系统软件能够对系统中出现的异常情况予以及时发现，并做好相应的记录。④数据处理，即能够将采集来的数据进行必要的处理。如采集的电压、电流以及其他物理参数等。当这些参数发生异常时，能第一时间通知工作人员，以便予以积极应对。还有数据打印功能等。

（2）自动控制功能，主要是对变电站的电压控制以及自动调整无功补偿等。电力运输能力是电网运行中的关键指标，低功耗以及安全稳定的实现对电能的运输，是此次设计的主要目标。而这些参数都与无功功率的补偿及变电站的电压有着十分密切的联系。所以，要想提升变电站的自动化控制水平，就必须有能力对两个参数进行动态控制和调整。只有这样，才能确保电力系统始终维持在最佳状态。

（3）在低频段使负荷减少的自动化控制。通常交流电的频率都是固定的，在固定频率下，设备能够长时间的保持正常运行。若是电网供给的电能存在较大的变化范围，则很可能损坏用电设备，特别是一些精密度高的设备。我国有关文件中对交流电频率作出了明确规定：交流电频率应控制在50Hz，上下波动幅度需控制在0.1~0.2Hz这个范围内。当电网频率不稳定时，应及时采取有效措施予以恢复，这对自动化控制来说具有相当大的难度。

4变电站电力系统自动化智能控制措施

4.1自动化设备配置

设备间隔层的配置主要涉及以下内容：系统采用的是模块化结构，优点是便于查询故障和开展维修。按具体功能将设备在相应的地方进行分散布置，其中涉及到需要配置的地方包括输出设备、输入设备以及用于手动控制的器件通信接口和显示的人机界面等。配置这些设备，主要目的是为了采集数据、减轻负载以及实现手动控制和远程监控等。

主站控制层的配置：由于变电站对安全性的要求比较高，所以会配置两台主机，一台运行，另一台备用。同时，设置了双通道通信，信号调理用的调制解调器也选用的双口。鉴于变电站具有一定的特殊性，所以需要将防雷保护设备配置好。数据在采集后会直接向处理设备传送，不用从中间的处理层通过，便能借助以太网来交换数据，进而对设备予以远程诊断和维护，从而使无人值守的工作要求最终得以实现。所选用的设备对多种通信协议都能予以支持，兼容性强，在系统中可进行多个任务以及多线程的运行。

4.2检查评估方面

在智能变电站运行状态巡视的基础上，维护人员需要根据智能变电站电气设备结构特性、实际运行数据开展准确检查评估，及时发现智能变电站设备故障因子，在故障发生前期输送警报数据，规避电力设备因故障而出现的大规模停电现象，并为检修周期调整、检修重点判断提供依据。同时维护人员应对设备机械结构进行检查，检查标准为:外壳清洁无杂物、温湿度指示正确(环境最高不超过40℃、最大相对温度不超过90%)、呼吸器完整、引线牢固、相色明显、标志齐全、阀门启动、分接开关处于正常位置等。除常规巡视检查项目外，还包括特殊检查项目。如大风时检查引线无剧烈摇动、无杂物;雷雨后检查各处无放电痕迹且引线接头无水汽;大雾天检查引线接头无火花放电现象;大雪天检查各连接头落雪不立即溶化且无冰溜;夜间检查接头无发热烧红或瓷瓶放电情况;气温周边时检查温升变化;设备过负荷运行时0．5h检查1次等。

4.3加强对技术型管理人才的培养

变电站电力系统自动化虽然可以实现智能控制，但在运行过程中仍需要人工进行控制。只有通过人工对整个控制链进行终端控制，才能发挥远程监控的真正意义。因此，如果我们想更好地控制变电站电力系统的自动化，我们需要更多的专业和高素质的人才。在技术管理人才的培养中，人才要参与自动化建设的各个环节，使管理者更好地掌握相关设备的运行模式和功能技术，使管理人才能够有效地分析收集到的信息数据，用自己的知识和技能维护和更新监控设备系统，确保智能监控自动化系统得到优化升级，使终端操作更加人性化，发挥更大作用。
结束语

总体来说，自动化系统在变电站中的应用，对于设备配置的优化，设备自动化程度的提高以及变电站平稳、安全的运行来说具有重大意义。因此，作为相关技术人员，应予以充分重视，并加大自动化控制技术的研发和应用力度，以便其为变电站的智能化发展作出更多的贡献。
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