智能變電站過程層應用技術研究

周淑蕓

摘 要：科學技術的不斷進步和普及，對社會發展產生了深刻的影響。變電站作為現代社會穩定運行的重要保障，對社會發展起著重要的支撐作用。新形勢下，科學技術的應用使其呈現出智能化和信息化的發展特點，本文從變電站的運行角度入手，闡述了智能變電站過程層的相關內容，并探析了它的基本要求。

關鍵詞：智能變電站；過程層；應用技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.170

0 引言

隨著電力企業體制改革的不斷深入，電力企業的經營運行得到了極大的改善。科學技術作為一種先進的生產力，它在變電站中的應用可以提高變電運行的自動化和智能化，提升運行質量和效率，促進技術管理的進一步發展，過程層作為智能變電站智能化系統的重要組成部分，它的技術應用狀況直接關系著整個智能變電站系統的運行質量，因此，對于智能變電站的管理人員來說，就需要加強這方面的管理和控制工作。

1 什么是過程層

1.1 過程層的含義

在智能變電站的自動化系統構成中，主要涉及到三個部分，即過程層、間隔層以及站控層，三層之間的連接是采用應用分層、應用分布以及開放式網絡系統來實現的。它是在一層設備和二層設備之間的結合面，是屬于最底層的一種，主要的作用是對設備的運行狀態起到監測分析，并且在這一過程中過程層還能以數字化的形式來實現基本狀態量和模擬量的輸入和輸出，就是把之前變電站的間隔層中某些應用移交給過程層來實現[1]。一般來說，過程層的信息傳輸方式是借助光纖通信完成的，它的服務方式有兩種基本類型，即采樣值傳輸（SMV）和GOOSE信息傳輸。

1.2 過程層的構成結構

從當前的過程層構成現狀來看，它的構成主要是由變壓器、隔離開關以及斷路器等一次設備和所屬這些一次設備的智能組件，還包括部分智能電子裝備等。智能變電站的過程層技術采用的是新型電子式互感器和智能化的開關。過程層采用采樣值（SMV）和GOOSE兩種形式來完成信息的傳輸，在這樣的傳輸形式下可以為電力系統的穩態、暫態、動態數據和智能變電站設備運行狀態、圖像等提供很大的便利，也可以對系統運行的調整提供參考依據[1]。

2 智能變電站過程層的應用技術方案

2.1 常規互感器

在常規互感器的方案設計中，對于過程層的技術應用分析，我們以220kV線路的保護為分析對象，以常規互感器來實現采樣值的數字化。在完成現場采集單位的配置后，它的具體模擬量要按照FT3的格式來輸出，之后通過光纖的形式來接入合并單元。根據實際應用的保護方案來看，這個方案是依據IEC61850標準設計的，這種設計方案保護裝置不經過交換機而直接采樣，直接通過GOOSE跳斷路器，且可經GOOSE網絡方式啟動斷路器失靈及重合閘。這種方案在實際應用中的優點就是可以從長遠發展的角度來思考，后期工程中可以把常規互感器改造成電子式互感器，但是它的系統結構較為復雜，對于常規電流互感器的飽和問題得不到高效的解決處理[2]。

2.2 電子式互感器直采直跳的方案

我們還以220kV線路保護為分析對象，這種方案采用的是電子式互感器，基于這一層面的原因，它是不需要進行單元采集的，可以順利的實現直采直跳狀態。簡單來說，就是它的過程層采樣值和繼電保護相關GOOSE信息之間的傳輸是以點對點的形式實現的，其他非繼電保護的GOOSE信息、采樣值傳輸可采用網絡模式。那么在這個方案體系中，繼電保護的采樣值是按照IEC61850-9的標準進行的。它所采用的保護裝置是雙重化配置，每套保護包含完整的主、后備保護功能，這也是設備穩定性和安全性的內在要求。那么經過對實際的應用分析來看，它的優點主要是可以節省中間的交換機環節，不需要同步對時信號，此外，它的保護及合并單元所需網口較多，存在嚴重的發熱量，需要使用到更多的光纜和交換機[2]。

2.3 三網合一的過程層方案

所謂的三網合一主要指的是IEC61850-9-2采樣信息、IEEE1588對時信息和GOOSE信息共網傳輸的方案。對于這種方案的分析，我們以實際應用的變壓器保護為例來闡述，在它的結構中，間隔層和過程層合并單元所采用的是IEC61850-9-2，它和過程層智能終端合并單元主要采用的是GOOSE通信協議。過程層網絡按間隔配置獨立的間隔交換機，各間隔通過主干網交換機組成過程層網絡實現信息共享。

這種方案在實際應用中也是十分常見的，那么通過對其的分析可以總結出它的優點有采樣值傳輸、GOOSE、IEEE1588三網合一，最大程度實現了信息共享。那么它和剩余的兩種方案相比較來看，它的網絡傳輸結構較為簡單和清晰，一般是不需要應用較多光纜和交換機來做附件的。那么不論是它的設計還是安裝都是不需要較多繁瑣環節的，同時這種方案也為后期的維護保養提供了很大便利。除此之外，這種三網合一形式的方案是符合未來技術發展方向的，不過需要注意的是，在其應用的過程中，它對技術的要求較高，要具備專業的技術作支撐，因此，它的技術會有一定的難度，并且從當前的應用發展現狀來看，對于它的可靠性也沒有十足的把握，它所需要的冗余手段也不很充足，基于此，就需要技術人員在采用這種方案時要重點關注冗余技術的研究[3]。

3 總結

通過上述的分析可以看出，智能變電站是在科學技術應用下的一種新的變電站形式，同時也是電力系統未來發展的趨勢。過程層作為其重要的構成部分，它的技術研究工作直接關系著變電站的運行狀況，在通過對過程層的相關內容分析基礎上，對過程層的技術要求進行了研究，并通過對當前的實際案例研究提出了三種技術方案，這三種方案中，三網合一方案是最為合理的一種，應用的實效性很好，對于技術人員來說就要重點關注它的技術性和可靠性兩個方面，加強這兩方面的研究，確保智能變電站過程層的技術應用良好。

參考文獻：

[1]易永輝，王雷濤，陶永健.智能變電站過程層應用技術研究[J].電力系統保護與控制，2010，38（21）：1-5.

[2]廖榮鵬，黃芬蘭.智能變電站過程層應用技術研究[J].企業技術開發，2015，34（06）：40-41.

[3]毋耀宗.智能變電站過程層應用技術探討[J].電子制作，2015，（05）：82.endprint