智能變電站信息一體化應用研究

【摘要】隨著經濟的不斷發展，我國電網事業也在不斷地發展著，而智能變電站的建設則早已成為電網事業發展的一個重要方向。在智能變電站的建設過程中，信息、業務、電力這三方面的建設是非常重要的，通過這三者的一體化應用，不僅能夠滿足智能變電站的建設需求，還能滿足電網的不斷發展。本文主要就變電站信息一體化應用進行分析，并為信息一體化提出幾點合理的建議。

【關鍵詞】智能；變電站；一體化；應用；研究

社會的發展離不開對電力的需求，在人類的發展進程中，由于對自然資源的過分依賴和利用，導致自然資源和自然環境遭受到破壞，其中包括世界范圍內出現能源危機、全球氣候變暖等現象出現，從而對人類的發展帶來非常嚴重的影響。要改善這一情況，對能源的有效控制和利用是非常重要的，電力作為能源戰略的重要組成部分，對電的可持續利用是目前人類走可持續發展的重要組成部分，在此趨勢下，智能變電站的建立是大勢所趨。利用智能變電站，可以不斷完善我國能源運用體系，有效解決能源運輸的問題以及解決我國能源資源分布不平均的現狀，還能有效推動社會經濟的發展。本文主要對智能變電站信息一體化方面進行研究，結合我國人們日常生活中對供電方面的需求，對智能變電站一體化提出幾點合理的建議。

1.構建智能變電站信息一體化平臺的作用

與傳統變電站中信息系統相比，智能變電站信息一體化系統避免了傳統系統類型繁多的特點，從而有效避免了系統排列之間容易出現的弊端，如：各系統在進行信息處理的過程中容易出現傳遞重復，也較容易出現“信息孤島”現象，這些弊端不僅讓信息系統做了無用功，還造成了信息資源的浪費。此外，由于在信息傳遞過程中存在漏洞，數據的準確性無法得到保證，從而嚴重影響著變電站的發展。智能變電站在先進的科學技術帶領下，不僅能夠對信息進行一體化處理，通過構建一體化平臺，不僅避免了多個系統工作，還能滿足用戶對信息的需求，下文主要對智能變電站信息一體化設計方案進行分析。

2.智能變電站信息一體化的設計方案

上文說到，傳統變電站由于操作平臺上存在一定的差異，平臺之間的結構和線路較為復雜，這樣容易導致信息傳遞的效率較低，維護不方便等情況出現。而現代智能變電站，主要利用對象建模技術，變電站中的智能設備對對象的屬性進行分析，并建立起模型，該體系我們稱之為IEC61850標準體系。該體系的主要優點就在于：能夠成功將傳統變電站的多個裝置進行集合，并向外界提供單一的訪問接口，避免了多個接口導致工作效率下降的情況，從而提高智能系統工作的穩定性和可靠性，繼而為平臺的設計奠定基礎。

圖1 智能變電站信息一體化運行原理

在IEC61850標準體系的基礎上，智能變電站的工作方式主要為“分層分布”方式，在進行工作的過程中，工作人員必須要遵循下放原則：第一，工作人員將各個工作平臺中變電站的功能進行下放，從而傳遞到不同的網絡層中；第二，工作人員必須根據變電站中信息傳輸平臺的實際需求，將不同層次的信息按照優先級別進行處理；第三，還要對網絡層中的信息進行集中分析，并對此建立符合IEC61850標準的節點。關于IEC61850標準體系下的智能變電站信息一體化運行原理，如圖1所示。

3.智能變電站信息一體化的數據處理

由于各個變電站的應用系統不同，因此其關注點也有一定的差異。但總體上系統所關注均為智能變電站中的設備，其主要區別就在于對信息獲取的方法、角度、層次、效率方面等存在著較大差異。由于智能變電站均采用IEC61850標準系統進行運作，給予IEC61850建模，智能變電站能夠對對象的數據進行描述。同時，其智能設備能將采集得到的相關數據如母線電壓、電流、功率、開關開合位置等信息轉換成數字信號進行傳遞，然后根據規定的傳輸格式對間隔層網絡進行數據傳輸，從而保證數據傳遞的真實性。

在數據信息傳遞過程中，主要以實施電壓、保護單元信號的發送傳遞較為緊急，其信息級別也是最高，應該優先進行處理。在進行采樣的過程中，測控保護數據與頻率要比計量使用的數據頻率低，這樣一來，不僅能夠保證網絡傳輸的通暢，還能保障數據上傳的準確性，并保障了智能變電站運行的穩定安全。

此外，當變電站發生意外事故時，智能變電站中的間隔層、控制系統等便會出現一系列控制命令、信息變化、文件傳輸等方面的信息，導致站內網絡負荷情況不斷加重，對網絡造成嚴重影響。為了解決這樣的現象，工作人員采用的以太網應該較為寬大，并能在發生意外事故時保持正常的通訊。

4.智能變電站信息一體化平臺功能設計

由于智能變電站信息一體化平臺建設需要對變電站內數據進行收集和處理，從而對變電站進行智能化管理。本文根據智能變電站的實際需求，對變電站信息一體化的平臺功能設計提出幾點合理的意見：

4.1 平臺功能設計的操作與控制功能

平臺功能中的操作和控制對象是變電站中的任何設備，其工作方式主要包括遠程控制（利用計算機對變電站的運行情況和狀態進行分析判斷，并改變操作命令）和站內控制（對變電站的設備進行日常的維護和控制，從而保障變電站內設備運行的穩定性）。

4.2 平臺功能中的監視功能

平臺功能中的監視功能非常重要，透過監視功能，能夠對變電站的運行情況進行及時監控，對變電站出現的問題能及時發現，并保證變電站運行的安全性和穩定性。此外，關于信息的獲取，工作人員可以通過變電站后臺的顯示系統進行觀察和分析。

4.3 平臺功能中的數據分析和警報功能

變電站運行的過程中，工作人員不僅要對其運行的相關數據進行收集，還要對數據進行給分析處理。只有通過人工對信息進行收集處理，才能對變電站的運行進行更好的改進，因此數據分析功能是必不可少的。此外，數據分析功能還具有一定的智能化，即能對變電站的故障進行預測分析，從而結合警報功能發出相應信息，讓工作人員進行及時判斷。

4.4 平臺功能中的輔助管理功能

輔助管理功能主要是對變電站內其他的設備運行情況進行及時的監控，主要如顯示、照明等，此外輔助管理功能還能夠對變電站內的設備信息和數據進行傳遞和交換。通過輔助功能，工作人員可以收集更多變電站運行的數據和操作數據，并對設備的運行進行協調。

5.智能變電站信息一體化應用系統分析

智能變電站應用系統的特點主要包括網絡化、信息共享化兩方面。在智能變電站信息應用系統中，間隔層應用系統顯得尤為重要，它能對系統設備中的功能進行集成和保護，并形成四個單元：保護單元、監控單元、能量計量單元以及錄波單元。下文進行簡單分析：

5.1 保護單元應用系統分析

關于保護單元應用系統設計，我國主要分成兩個級別，≤35kv的可以使用一般的保護單元應用系統，≥110kv則需要使用保護和測控功能相結合的思路進行系統設計。這兩種方法都能對變電站進行安全保護，也在一定程度上提高系統的可靠性。

通過對數據信息的采集、上傳，從而能對信息進行共享。保護一體化裝備中的繼電保護功能以及裝備測量控制功能，均可以利用CPU（中央處理器）進行處理和控制。其原理如下：CPU彼此之間互相獨立，從而能保障設備軟件的獨立性；此外，不同的CPU可以運用在通信、信息測控等方面的處理當中。根據不同的對象制定不同的信息（時間、出口信息），并將其作為保護模塊進行綁定，從而實現保護對象的獨立性，提高設備功能的穩定性和可靠性。

5.2 電能計量系統分析

對電能數據，設備主要采用周期性的記錄方式，該記錄方式對數據采集的要求非常高，要求具有高精準度、高可靠性以及高穩定性。在智能變電站運作當中，當變電站數據傳遞時，設備中的運算系統和相關處系統能夠對數據進行運算處理，從而將數據存入存儲器中，再通過顯示器展示在工作人員面前。其工作原理如圖2所顯示：

圖2 電能計量系統工作原理示意圖

6.智能變電站的維護管理方法分析

智能變電站中新型設備是變電站能安全運行的重要保障。通過網絡通信，對上述設備如保護功能系統、電能計量系統等方面進行專項控制。但由于變電站中設備的物理鏈路較為模糊，因此工作人員必須要對智能設備進行及時的維護和檢測，且對變電站的維護和檢測，要求維修人員具有高超的維護水平和管理能力，這樣的新課題需要工作人員在日常的維護工作中不斷探索和進步。

7.結束語

上述便是智能變電站信息一體化應用方案，方案和功能的設計均有效避免了傳統變電站帶來的不足，實現了信息共享和系統之間的鏈接，從而開創了變電站智能化系統的新局面。

智能變電站信息一體化應用需要經過不斷地發展和完善，才能提高變電站的綜合工作水平和效率。這就需要對變電站的功能進行變革，且要求工作人員具有更好的專業水平，從而不斷提高變電站的管理水平，促進變電站信息一體化技術的應用。隨著科學技術的不斷發展，智能變電站一體化應用也將會得到不斷完善。

參考文獻

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作者簡介：何劍（1984—），男，浙江蕭山人，大學本科，研究方向：電子信息工程。