数字化变电站自动化技术的应用探讨

数字化变电站自动化技术的应用探讨

蒋婷婷

（江苏省电力公司扬中市供电公司，江苏镇江212200）

摘要：自动化技术在数字化变电站中的应用，符合当前的技术潮流和我国的实际情况。该技术的应用和推广，对于整个电网设备的稳定高效的运行都具有深远意义，同时促进了电网自动化技术的更快速发展。本文对对变电站自动化技术应用进行了简要概述，希望和同行交流。

关键词：数字化；变电站；自动化技术；应用

前言

随着电力行业的飞速发展，传统的变电站已经不能满足人们不断增长的电力资源需求，通过应用自动化技术，加快数字化变电站的深入发展，提高变电站工作效能，从而提供稳定、高效、高质量的电能，为我国经济发展做出贡献。

1数字化变电站概述

1.1数字化变电站的特征分析

数字化变电站不仅采用了最先进的计算和分析技术，而且由于其特殊的组成结构，所以会具有相应的特征。第一点就是数字化变电站是建立在一个相同标准的基础上，根据IEC61850技术标准建构的电力运行系统。所以在数字化变电站内部的数据信息传递，都有一个统一的规则，进而避免了不同信息和备之间产生技术冲突的可能性，有利于整个智能系统之间的协调运行。由于这个标准平台的建立，无论是变电站的内部还是外部，都可以与相关的控制指挥中心保持及时稳定的通信，通过标准的通讯语言促进各个站点之间的联系，不仅能够优化资源配置，而且能够显著的减轻维护保养的成本压力。第二点就是变电站设备之间的智能控制，有效的保障系统对设备的控制和回路信息的检查处理，并且利用先进的网络技术和数字技术，促进整个信息系统的自动化和自主性。第三点就是变电站的网络化特点，数字化变电站对不同的设备进行了模块化管理，同时在网络化技术的运行下，可以促进不同设备之间的信息共享，推动设备和控制中心之间及时有效的传递信息。

1.2自动化技术在数字化变电站应用的优势分析

（1）在数字化变电站中推动自动化技术的应用，可以优化资源配置，减少不必要的电力损耗，节约人力和资金的投入，最终提高变电站的经济效益。

（2）自动化技术在变电站中的应用，促进了内外部的信息传输和共享。自动化设备的应用，使得变电站系统下各个设备使用一个网络接收传递信息，不必各自分别进行信息网络的采集和传递。减少了不必要的网络设备建设，提高不同设备的之间的适应性，促进了信息资源的共享使用。

（3）自动化技术的运用，改变了人力操作形成的误差，所以能够提高变电站的测量分析的准确度。并且在技术方面，通过对模拟信号的升级和调整，改进传感器的感应和收集能力，进而减少了数据信息的误差，同时自动化测量系统的应用，不仅可以精简设备的组成，而且可以增强系统的智能性，进而提高整个变电站的生产效率。

（4）提高设备运行可靠性。传统的变电站基本上是应用电缆进行传输与接收，整个系统的运行需要大量的人力资源与物力资源，在系统后期运行的维护管理中存在不同的难度。数字化变电站的运行，主要选用光纤传输，彻底解决了电磁兼容的问题，进一步的实现了高、低压系统之间的电气隔离，与传统变电站运行现状比较，减少了设备的维修与调试所投入的人力与时间，在满足系统运行稳定性的要求上，提高了工作效率圈。自动化技术在数字化变电站中的应用，以光纤或者网线通信取代了传统的二次回路接线，降低了变电站运行的复杂性，降低了二次回路接触与绝缘等隐患发生的概率，在原有程度上提高了系统运行的稳定性与可靠性。

（5）实现光纤数字通信，实现间隔层（网络化的二次设备）和站控层（自动化综合心理管理系统）的数字化通信，并以数字终端形式代替过程层（智能化的一次设备）。实现二次回路中常规的继电器及其逻辑回路被可编程序代替，常规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤代替。常规的控制电缆被光缆代替，电磁兼容性得到提高。采用光纤传输方式后，变电站一次回路和二次回路实现了有效的隔离，长期以来在变电站因电缆感应，传导的过流、过压现象得以消除。从根本上解决抗干扰问题，不怕雷击、电磁场辐射、串扰，也没有二次回路两点接地的可能性。

2数字化变电站自动化技术的应用

2.1集中处理数据信息与调控命令

变电站的数字化建设时使用的网=络构架主要是集中分散式的结构，此结构使用的运算分析核心是采取可以运行IEC61850标准的的站控层设备，另外该机构还需要符合IEC61850标准的间隔层IED设备与网络通信、过程层的MU合并单元等执行及时数据及信息的通信、共享。在变电站中针对那些220kV及110kV高压进出线及主变等可以运行IEC61850通信标准的一套、几套的保护、集中式测控及各组依据冗余模式来组网配置的记录装置，构建起完整的以IEC61850标准为基础的自动化的数字化变电站。对于35kV及以下的中低压单元，由于基本采用室内开关柜形式，因此可以在开关柜中分布装设满足IEC61850标准的间隔层IED电子设备，分散采集开关柜中的相关数据信息，且要进行统一的通信网络规定，将设备与站控层进行及时有效的通信交流，保证完成数字网络化的远程操控、保护和测控等功能。

2.2动态仿真系统在数字化变电站的应用

在数字电网建设的主要内容中，它要求数字化变电要具备一定的自动化、数字化、信息化、人性化的特性。而目前我国国内正在运行中的数字化变电站，其继电保护技术中的二次设备并不存在一个完善的检查与检测方法，对于数字化变电站来说，这远远落后于数字化设备的发展。动态仿真系统在数字化变电站的应用，不仅能够对故障的发生以及操作演练或者是数字化变电站的运行方法有一个仿真模拟的前提，这就能够对包括继电保护设备、故障录波设备、自动测控系统、智能仪表等在内的二次设备发送模拟信号，从而实现对母线、线路、变压器的监控与保护。

2.3分散式设计结构的应用

随着计算机技术、通信技术的不断发展完善，分散式结构设计是继集中式结构设计的一个大进步。在分散式结构的设计中，将变电站中各种输入输出单元元件安装在中低压开关柜中，或者安装在高压一次设备附近，单元部件能够实现保护和监控的双重功能，可以有效的对现场单元部件进行继电保护和安全监控，其中信息通信的方式基本都是通过RS-422/RS-485通信接口进行连接通信的，随着网络技术的不断完善，在分散式结构中逐渐加大了网络技术的应用力度，比如LONEORKS和CAN等现场总线型网络，使得变电站的自动控制更加完善同步对于分散式结构的自动化控制系统，随着科学技术的不断发展，更是将遥测、遥信、采集与处理、遥控命令执行和继电保护功能集中体现在现场的单元部件上，在工作中单元部件将信息数据通过网络传输到后台主计算机上，此时后台主计算机则会对变电站内的工作进行自动处理控制。总体上来说，这种结构设计方式对主控制室的要求不那么苛刻，能够有效的降低主控制室的面积，大大的降低了检修工作的难度，减小了工程造价以及工程难度，并且在工作中，使变电站运行的安全性更高、稳定性更高、工作性更强。

2.4变电站结构功能实现中的应用

2.4.1过程层功能

首先，主要应用于电压、电流、相位以及谐波分量检测，然后根据这些己知参数通过间隔层设备计算得出有功功率、无功功率以及电能量等。其次，对变电站设备运行的数据进行检测，并做好相关数据的统计，例如绝缘等级、温度、电解液密度以及压力等，将获取到的所有数据信息整理后上传到变电站总服务器。最后，对变电站的具体操作进行控制，例如电容电感投切控制、直流电源充放电控制、升压器接头调节控制以及断路器隔断离开关分合控制等。

2.4.2间隔层功能

数字化变电站的各层功能所起到的作用比较大，主要是将变电站间隔过程中产生的实时数据信息进行汇总，并完成对一次设备的保护控制。另外，还需要承担着控制间隔操作的锁止功能，并拥有对数据采集、整理分析、运算以及控制命令等的优先控制权，在整个变电站系统的运行过程中起到了十分重要的过渡作用。另外，间隔层设备通过通信手段实现了不同设备之间相互对话的机制。

2.4.3站控层功能

站控层具有的功能主要是对数据库的信息进行刷新，通过定时登陆变电站信息数据库，以规定的要求将数据库内信息上传至调度中心，并将调度中心的有关指令反馈给过程层与间隔层。并且，站控层还具有在线编程功能，能够实现实时监控以及人机交互等要求。对于过程层以及间隔层所具有的问题能够进行在线维护与修理，为变电站故障的自动分析提供了可能。另外，站控层还具有显示、预警、打印以及触控等人性化操作功能，能够更进一步的保证数字化变电站的良好运行。

3结语

自动化技术在数字化变电站中应用是一个系统，仍然存在一些技术问题解决，所以我们广大的电力工作者，必须认真学习先进技术，深入了解自动化应用中存在实际问题，直面挑战，开拓创新，努力实现自动化技术在数字化变电中的更大发展，推动我国整个电网的安全高效的运行。

参考文献：

[1]张承模．数字化变电站自动化技术应用研究[J]．现代机械，2012（2）

[2]石磊．自动化技术在数字化变电站的应用[J]．技术应用，2013（3）

[3]许橙．数字化变电站自动化技术的应用[J]．城市建设理论研究（电子版），2012（25）