基于数字化变电站电力自动化应用技术研究

基于数字化变电站电力自动化应用技术研究

潘锋,康鸿飞

潘锋；康鸿飞（重庆市綦南供电局，重庆401420）

摘要：在变电站电力自动化领域中,化电气系统的发展,特别是控制开关、光电式与分布式传感器等组成的复杂的非线性动态系统的出现,变电站电力自动化技术即将进入数字化通信技术新阶段。

关键词：变电站；自动化系统；数字化

中图分类号：TM63文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）09-0031-01

0引言

变电站自动化应用技术经过十多年的发展已经达到一定的水平，随着智能控制开关、光电式电流电压传感器[1]、一次运行设备在线状态检测等技术日趋成熟，以及高速计算机网络在实时系统中的应用。

1数字变电站多层结构融合体系化

在国家电网公司落实智能电网计划中的变电站转为数字化变电站的发展，多层设备融为数字控制系统，这是用信息化融合传统的科技转化。在全国数字化变电站大市场中排前列，应用测试训练点也多，采集了许多经验，因此把传统变电站与数字化变电站通过多层设备融合实现信息化数字变电站.对传感器网络中的数字变电站的主要研究是以传感器网络中的算法等数字化设备在传感器网络监控系统中的继电保护的应用研究；[1]同时采用IEC标准和进程通信标准实现测量关键技术、以太网控制系统分析设备在线监测和状态检修及移动互联网监视等功能的数字化变电站自动识别系统来实现传感器网络的标准硬件和软件平台。因此电网将给电力自动控制化和电子信息技术安全融合巨大的利润，物联网进程通信、物联网中心数据处理模块和电子元器件等领域都将受益。

2数字化变电站电力自动化系统的网络模型

对变电站直流智能设备网络化监测管理系统，包括分布在各变电站的智能检测设备，还包括数据采集设备、信息处理单元，智能检测设备的信息输出端接入信息采集设备的输入端，信息采集设备将信息转换为TCP/IP通讯协议的数据包，并将所采集数据信息送入开放实时数据库，便于设备运行状态信息处理单元进行分析处理，使设备信息能得到充分利用，对数据进行处理分析并web发布，对变电站直流电源系统各设备的运行情况进行实时监控。

在高压和超高压变电站中，保护装置、测控装置、故障录波及其他自动装置的I/O单元，如A/D变换、控制操作回路等将割列出来作为化一次设备的一部分。反言之，化一次设备的数字化传感器、数字化控制回路代替了常规继电保护装置、测控等装置的I/O部分；而在中低压变电站则将保护、监控装置多型化、融合化，完整地安装在开关柜上，实现了变电站机电一体化设计。[2]数字化变电站自动化系统的结构在物理上可分为两类，即化的多层网络化设备；在逻辑结构上可分为3个层次分别称为“过程层”、“间隔层”、“站控层”，各层次内部及层次之间采用高速网络通信。

2.1过程层过程层是一次设备与二次设备的融合面或者说过程层是指组成的复杂的非线性动态系统.过程层的主要功能分3类:①电力运行实时的电气量检测；②运行设备的状态参数检测；③操作控制执行与驱动。

2.1.1电力运行的实时电气量检测。与传统的功能一样，主要是电流、电压、相位以及谐波分量的检测，其他电气量如有功、无功、电能量可通过间隔层的设备运算得出。与常规方式相比所不同的是传统的电磁式电流互感器、电压互感器被光电电流互感器、光电电压互感器取代；采集传统模拟量被直接采集数字量所取代，这样做的优点是抗干扰性能强，绝缘和抗饱和特性好，实现了多型化、融合化。

2.1.2运行设备的状态参数在线检测与统计。变电站需要进行数据状态参数检测设备主要有变压器、电抗器以及直流电源系统等在线检测的内容主要有温度、工作状态等数据融合。

2.1.3操作控制的执行与驱动。操作控制的执行与驱动包括变压器分接头调节控制，电容、电抗器投切控制，断路器、刀闸合分控制，直流电源充放电控制。在执行控制命令时具有性，能判别命令的真伪及其合理性，还能对即将进行的动作精度进行控制，能使断路器定相合闸，选相分闸，在选定的相角下实现断路器的关合和开断，要求操作时间限制在规定的参数内。

2.2间隔层间隔层设备的主要功能是：①汇总本间隔过程层实时数据信息；②实施对一次设备保护控制功能；③实施本间隔操作闭锁功能；④实施操作同期及其他控制功能；⑤对数据采集、统计运算及控制命令的发出具有优先级别的控制；⑥承上启下的通信功能，即同时高速完成与过程层及站控层的网络通信功能。

2.3站控层站控层的主要任务是:①通过2级高速网络汇总全站的实时数据信息，不断刷新实时数据库，按时登录历史数据库；②按既定规约将有关数据信息送向调度或控制中心；③接收调度或控制中心有关控制命令并转间隔层、过程层执行；④具有在线可编程的全站操作闭锁控制功能；⑤具有站内当地监控，人机联系功能；⑥具有对间隔层、过程层诸设备的在线维护、在线组态，在线修改参数的功能；⑦具有变电站故障自动分析和操作培训功能。

3数字化变点站自动化系统发展中的主要问题

在3个层次中，数字化变电站自动化系统的研究正在自下而上逐步发展。目前研究的主要内容集中在过程层方面，诸如化开关设备、光电分布式传感器、状态检测等技术与设备的研究开发。国外已有有一定的成熟经验，国内的大专院校、科研院所以及有关厂家都投入了相当的人力进行开发研究，并在某些方面取得了实质性的进展。目前主要存在的问题是：①研究开发过程中专业协助需要增加；②材料器件方面的短缺及改进；③实验设备、测试方法、验收标准，特别是EMC控制与实验薄弱环节。

4结束语

电站电力自动化系统解决了变电站现场的可视化及环境监控问题，为实现“无人值班，无人值守”提供了可靠的保证。提高变电站运行的安全性、可靠性，提高运行和管理的科学性。

参考文献：

[1]徐礼葆.开放式数字化变电站自动化系统的讨论[J].

[2]戴先中.准同步采样及其在非正弦功率测量中的应用[J].