自動化技術在數字化變電站的應用

石磊

摘 要：自動化技術在數字化變電站中的應用，對于實現變電站資源共享，提高電網運行穩定性等方面具有重要意義。對數字化變電站的結構進行了分析，同時介紹了數字化變電站的特征，重點闡述了自動化技術在數字化變化站中應用的優勢。

關鍵詞：自動化技術；數字化變化站；應用

隨著科學技術的不斷進步，變電站自動化已經正在實現由集成電路代替電磁式繼電器的轉變，隨著互聯網技術的日益普及，計算機在變電站自動化技術方面得到了廣泛應用。目前，世界上最先進的變電站自動化技術是數字化變電站技術，基于IEC61850標準，實現設備智能化與網絡化，通過智能化終端，數字化計量儀表，IEC61850協議構成的具有分層分布式的變化站實現了全智能化，實際上也就是變電站信息通信的網絡化，數字化與標準化，實現了數據信息資源的共享，不但使得變電站系統的經濟性與穩定性提升，同時和常規變電站相比，其維修更方便，操作更簡單。自動化技術在數字化變電站中的應用對于電網的發展有著非常重要的作用與意義。

1 數字化變電站結構功能與特征分析

數字化變化站自動化結構其物理層被分為智能化一次設備與網絡化二次設備兩個方面；數字化變化站自動化結構在邏輯層上被分成了“站控層”，“過程層”以及“間隔層”三個方面。各個層次內部利用站級總線與過程總線進行連接，實現了高速通信。變電站與間隔層設備的通信通過站級總線進行處理，變電站智能化設備與間隔層設備間的通信通過過程總線進行處理。①變電站站控層功能。對于變電站的各種實時的數據，利用高速網絡進行搜集整理，對于數據庫實現了隨時更新，同時能夠對歷史數據庫進行登錄，通過規定，把數據庫的相關數據向控制中心或以及調度中心傳遞，同時向變電站的過程層與間隔層傳遞控制中心或者調度中心的控制命令。能夠實現對變電站故障的自動分析與遠程無人監控，可以實現圖象的顯示，打印，報警等功能。②變電站過程層功能。通過變電站的過程層能夠實現對電網中電壓，電流，諧波等的檢測，同時實現了對于電網運行設備狀態參數溫度，密度，壓力，機械特性等的統計監控；另外，通過實現調節控制變壓器的分接頭，控制電容，電抗器的投切，控制直流電壓的充放電等執行操作的控制。③變電站間隔層的功能。通過間隔層能夠實現對本層實時數據的搜集整理，同時能夠對本層的一次設備進行控制保護，對本間隔層的操作實現了閉鎖功能，控制數據采集統計以及運算的優先級，并且，間隔層可以對電能量，有功，無功等進行運算；實現了對設備間信息的傳遞，具有承上啟下的作用。

基于數字化變化站的結構特征，自動化變電站具有以下特征。①數字化變電站平臺建設具有標準統一化的特征。基于IEC61850標準的電力系統建模規則，使得變電站自動化的建模和信息交互有了統一的標準。利用對設備描述的規范化，通信服務接口的規范化，使得智能設備之間的相互操作得到了實現；同時統一平臺的建設，使得變電站的資源實現了共享，而具有全局的變量名則實現了變電站內部以及變電站和控制中心的無縫通信；通過XML語言實現了變電站系統配置，設備的功能以及網絡的連接，使得變電站系統的工程實施，維護都變得簡單。②數字化變電站的一次設備具有智能化的特征。通過光電技術以及微處理器技術的設計，能夠實現一次設備被控制和被檢測信號回路的驅動處理，使得傳統繼電保護回路的結構被簡化，同時傳統的導線連接被先進的數字信號網絡代替，傳統的強電的模擬信號以及控制電纜也被光纖以及光電數字化技術所代替，從而實現了對信息處理的自動化與獨立性。③數字化變電站的二次設備具有網絡化的特征。數字化變電站中測量控制設備，遠動設備，電壓無功控制設備，繼電保護設備，防誤閉鎖設備等都實現了模塊化，標準化的設計制造，因此，通過數字化變電站的網絡化，使得各個設備之間能夠實現網絡化的信息鏈接，使得設備之間以及設備與變電站之間的通信及時迅速。

2 自動化技術在數字化變電站中應用的優勢分析

第一，自動化技術在數字化變化站中的應用，使得變電站各種信息實現了共享。數字化變電站的建設給予IEC61850標準，同時自動化設備的應用，使得變電站計量，保護，監控等系統實現了在網絡中電流信息，電壓信息，變電站運行狀態信息等同一個網絡的接收，同時，變電站的控制信息也能夠實現同一個網絡的接收，而不需要進行信息采集，信息執行以及信息傳遞等不同網絡的建設。因此，實現了變電站的資源共享，同時也使得變電站系統的互操作性得到提高，并且資源的共享使得變電站重復建設的投資降低。

第二，自動化技術在數字化變電站中的應用，使得變電站的規模及功能得到擴展。數字化變電站中實現了通過網絡進行設備間以及設備與變電站之間信息的傳遞，當將新的設備接入到通信網絡中，即可實現了變電站新的功能，并不必將原有設備進行更換，從而使得建設的成本降低，同時也使得變化站的工作更加便捷，工作效率不斷提高。

第三，自動化技術在數字化變電站中的應用，使得變電站的測量精度得到了提高。通過變電站的互感器中模擬信號對設備的數據進行采集時，會出現很大的附加誤差。自動化技術下數字化變電站數據的采集，是基于電子式的互感器，具有高精度的特征，使得變電站的測量更加精確，從而使得變電站的工作效率與質量都得到了提高。同時，數字化的測量系統的重量比較輕，體積也比較小，能夠實現在變電站開關設備系統中的智能集成，從而能夠實現變電站機電一體化的設計與優化。

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