自动化技术在智能变电站运行中的应用刘蕾

刘蕾

摘要：智能化是未来社会技术的发展趋势，将渗透到智能变电站的每一个方面，如：发电站发电、电力运输、电力配置、用电方式、通信方式等，智能变电站的重要核心环节是自动化系统，自动化系统通常采用双星型的网络结构，从而能够更为简单灵活地实现相对应的网络需求，文章将主要从自动化技术在智能变电站运行中的应用角度来对智能变电站自动化系统进行分析讨论。

关键词：自动化技术；智能变电站运行；应用

1智能变电站的典型优势分析

当前智能电网已经成为国内外电力领域研究的重点方向和未来电力改革必然趋势。2001年，智能电网被美国电科院最早提出来时只形成一个笼统的概念，之后该术语涵盖什么技术、起到什么作用、实现那些功能等在世界各国中一直没有形成完全统一的意见，不同国家对这项研究的研究侧重点始终不同。从2009年我国第一次提出智能电网的目标到国家“十二五规划纲要”以及政府工作报告中明确提到智能电网的建设与发展，智能电网的重要性已经不言而喻，用电可靠性关系到民生和社会稳定，智能电网的出现，在大量减少人工劳动力的同时，使供电可靠性有了一个全面的提高，发展智能电网已经从企业行为上升到国家战略的高度。与传统的变电站相比，智能变电站主要有以下几个方面的典型优势：（1）信息采集就地化。智能变电站的主要特征体现为一、二次设备技术的融合，过程层的智能组件将成为一次设备的组成部分，其主要功能是运行参数信息采集与设备功能执行，在智能变电站前期接近一次设备的安装，过程层就地化体现为“电缆缩短，光缆延长”。（2）信息网络共享化。IEC61850标准为信息共享提供了技术体系的支持，设备之间可以任意的进行互操作，不同厂家的IED装置也可以自由地交换信息。（3）设备检修状态化。智能变电站状态监测主要集中在两个方面：1）变压器、断路器等高压设备状态监测。由于过程层安装在一次设备附近，一次设备的状态信息可以利用光缆无衰减地传输运行，一次设备状态监测信息的完整性可以很好地被提高。2）二次系统状态监测。针对IED设备、电缆、光缆及连接器件。IED本身具有完整的自检功能，对于完整的二次系统，智能变电站将通过过程层装置逻辑回路简化、操作箱微机化、间隔层和站控层的信息传输、展示，实现全方位的状态监测，提高电网运行的可靠性。

2智能变电站运行中的自动化系统结构

（1）过程层

过程层主要包含变电站内的一次设备，如母线、线路、变压器、电容器、断路器、隔离开关、电流和电压互感器等。过程层是一次设备与二次设备的结合面，其主要功能有：1）电力运行实时的电气量检测，如电压、电流、相位等。2）运行设备的状态参数检测与统计。被检测的设备主要有变压器、断路器、隔离开关、母线、电容器、电抗器以及UPS电源系统。检测的内容主要有温度值、压力、密度、绝缘性、机械特性以及工作状态等数据。3）对设备进行操作、控制、驱动。主要包括调节变压器分接头，投切电容、电抗器，断路器、隔离开关分合闸控制，直流电源充放电控制。过程层的动作执行多数是被动的，即按上层指令而动作。

（2）间隔层

间隔层主要实现保护和测控功能，起到承上启下的作用，对过程层的信息可以实时获取，对站控层可以实时交换，详细工作过程如下：一些智能装置利用电流互感器、电压互感器进行电流电压信息采集，利用继电器进行关合控制，进而提取过程层各设备的实时运行信息，对过程层进行监测、调控和保护，与站控层进行信息的交换，完成对过程层设备的遥测、遥信、遥控、遥调的“四遥”功能。

（3）站控层

站控层借助MMS和GOOSE通信网络可以和间隔层之间进行信息交换，全站的实时数据信息在以上两级高速网络中被汇总，同时不断并快速的刷新数据库，按时登陆历史数据库。同时，按既定规约将有关数据信息送向调度或控制中心，接收调度、指令中心有关控制命令并传给间隔层、过程层执行，实现对变电站的远方监控。通过以上比较分析可以看出，智能变电站在技术要求上达到运行自动化，在资源环境上力求最少、最优、最省。

3分析自动化技术在智能变电站运行中的应用

3.1应用于智能变电站的内部设计和管理

内部设计和管理是智能变电站日常工作的核心，也关系到智能变电站工作效能与作用的发挥。所以，将自动化技术更多地应用于智能变电站的内部设计和管理中，无疑是明智的选择。例如，现在我国很多城市的新一代智能变电站，其站内高级应用已经进一步现代化和自动化，基本可以实现“一键式顺控”，即一个按钮或键盘就可以完成大部分操作。另外，传统变电站建成投运送电需要调度与现场操作并进，至少要经过12h才能送电成功，而如今效率已经大幅度提升。以武汉为例，新一代智能变电站110kV未来城站运用全站监控、在线监测及智能辅助控制系统，工作人员甚至不需要在现场，只需“一键式”遥控即可完成送电操作，全过程仅需30min，与过去相比简直有“翻天覆地”的变化。可以看到，我国某些大城市中智能变电站的内部设计与管理基本上均以自动化技术为引导力量，不但大大减短了操作时间，也节省了人工与物资成本，还降低了因人工干预造成的倒闸误操作等安全风险。

3.2打造智能变电站的自动化技术平台

打造隶属于智能变电站的自动化技术平台，关键是要做好技术的引入、控制和管理工作，确保平台的稳定和安全，规避一切可能存在的隐患及风险，这样才能真正发挥出自动化技术平台的作用。自动化平台建设看似简单，实际上细节的控制十分复杂。要设立专门负责自动化平台建设的安全部门或安全小组，全权负责安全控制工作，确保平台的稳定、正常与安全运行。安全部门或安全小组的工作必须与电力责任部门的工作衔接起来，共同保障智能变电站的安全性能，切不可出现任何差错。例如，智能变电站自动化平台的设计图纸是十分重要的资料，也是指导设计工作有效开展的依据。在图纸的设计中，安全小组要把安全性能保障的要点划分出来，形成鲜明的指导模块，供设计人员参考，同时要以高度的责任心开展安全工作纠错，对涉及电力设施、供电设备安全运行的工序或步骤，必须开展充分的调查研究，规避可能出现的安全隐患或错误。

3.3促进无人值守变电站自动化程度的不断提高

无人值守变电站相比较于传统变电站来说，最明显的区别就是在对系统进行检测时，利用设备来取代人力，在此基础上对各种指令进行科学且合理的调试。如在变电站的实际运行过程中，当传输数据或监控系统时出现各种问题的情况下，计算机相应的会经错误的指令发出来，进而给整个变电站所造成的损害都是很难去弥补的。将无人值守变电站引入变电站系统中，结合变电站设备与当地自然环境的特点，有助于实现对远程监控系统的应用，安装和调试工作完成后，可以确保设备能够可靠且安全的运行。另外，信息技术的先进性对于整个变电站系统来说至关重要，通过对相关远程监控技术定期学习和升级系统，将有助于极大的促进系统自动化程度的显著提高。

4结束语

智能变电站建设是推进电网智能化建设的重要途径与方式之一，智能变电站建设将以变电站自动化为基础，辅助以信息监控、管理系统用以保障电网能够更好的对各智能变电站进行调度、管理。智能变电站自动化性能的提升对于提高变电站的自动化水平、优化变电站的管理有着极大的提升。新时期，应当积极加强对于智能变电站自动化的研究与应用，构建新型智能变电站自动化系统与体系，实现智能变电站自动化标准的规范、统一。

参考文献

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