探析智能變電站自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用研究

謝博約（福建電力有限公司檢修分公司，福州　350001）

探析智能變電站自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用研究

謝博約
（福建電力有限公司檢修分公司，福州350001）

智能變電站是集信息化、自動(dòng)化為基準(zhǔn)，通過(guò)系統(tǒng)集成的方式構(gòu)建起來(lái)的。本文簡(jiǎn)單的介紹了智能變電站的相關(guān)概念，并分析了一些常見(jiàn)自動(dòng)化控制設(shè)備（如，時(shí)鐘同步控制設(shè)備、合并單元設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備等）的具體應(yīng)用，希望能為我國(guó)電力現(xiàn)代化發(fā)展做出積極的貢獻(xiàn)。

智能；變電站；自動(dòng)化設(shè)備；應(yīng)用

1　智能變電站簡(jiǎn)介

智能變電站指的是利用先進(jìn)數(shù)字化控制設(shè)備將傳統(tǒng)變電站的監(jiān)控、電力傳輸、計(jì)量、信息采集等工作通過(guò)各種數(shù)據(jù)控制端進(jìn)行智能化控制，很好的實(shí)現(xiàn)了全天候、全時(shí)段的智能化運(yùn)行。變電站常見(jiàn)的智能設(shè)備主要包括自動(dòng)化的監(jiān)控設(shè)備、輸變電設(shè)備、合并單元設(shè)備、時(shí)鐘同步設(shè)備等，自動(dòng)化設(shè)備在變電站可靠性、安全性、交互性以及綠色環(huán)保性方面都是傳統(tǒng)變電站所不具備，智能變電站是未來(lái)變電站發(fā)展趨勢(shì)，下文將分析和介紹智能變電站中一些常見(jiàn)的自動(dòng)化設(shè)備的具體應(yīng)用。

2　智能變電站自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)用分析

2.1自動(dòng)化的智能監(jiān)控設(shè)備的應(yīng)用

自動(dòng)化智能監(jiān)控設(shè)備是通過(guò)系統(tǒng)集成、將全站信息進(jìn)行匯總，進(jìn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)的綜合分析實(shí)現(xiàn)智能預(yù)警，有效生產(chǎn)、管控和調(diào)度最為關(guān)鍵的設(shè)備系統(tǒng)。縱向方面，監(jiān)控設(shè)備匯聚了過(guò)程層以及間隔層的各類(lèi)數(shù)據(jù)，是變電站的信息處理中心，橫向方面，監(jiān)控系統(tǒng)協(xié)調(diào)整個(gè)電力系統(tǒng)的生產(chǎn)、調(diào)配工作，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的向上傳輸，是有效管控變電站子節(jié)點(diǎn)功能的關(guān)鍵。另外，配合輔助系統(tǒng)，還能實(shí)現(xiàn)變電站周?chē)h(huán)境、火災(zāi)等災(zāi)害、安防數(shù)據(jù)的采集，監(jiān)控盡可能的為滿足電力生產(chǎn)調(diào)配工作的需求。總之，監(jiān)控設(shè)備，對(duì)于保障智能變電站核心設(shè)備的運(yùn)行、變電站內(nèi)外部環(huán)境數(shù)據(jù)分析以及安全預(yù)警等方面的工作都有著重要的作用。

2.2時(shí)鐘同步設(shè)備的應(yīng)用

每個(gè)變電站都是供電系統(tǒng)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，智能變電站要想正常工作做好基準(zhǔn)時(shí)間控制是關(guān)鍵的部分。現(xiàn)存的各種時(shí)間源或多或少的都與UTC標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間存在一定的誤差（精度范圍一般控制在1us之內(nèi)），但隨著智能變電站智能設(shè)備的層級(jí)逐漸增加，選取更加接近UTC時(shí)間的時(shí)間源則非常必要。當(dāng)前，智能變電站通用的時(shí)鐘同步系統(tǒng)以主時(shí)鐘多重化配置為基礎(chǔ)，并通過(guò)擴(kuò)展設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)的軟硬件設(shè)備的時(shí)鐘校對(duì)工作。主時(shí)鐘的時(shí)鐘信息來(lái)源主要基于衛(wèi)星時(shí)鐘（可以選取我國(guó)自主的北斗衛(wèi)星或者美國(guó)的GPS衛(wèi)星信號(hào)），通過(guò)該系統(tǒng)預(yù)留的地面時(shí)鐘源來(lái)實(shí)現(xiàn)智能變電站的精準(zhǔn)時(shí)鐘同步。因此，智能變電站時(shí)鐘同步設(shè)備的應(yīng)用是其他設(shè)備正常工作的重要保障，實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)配管理的關(guān)鍵。

2.3TCP/IP網(wǎng)絡(luò)和Goose信息交換、SV數(shù)據(jù)交換共網(wǎng)傳輸設(shè)備的應(yīng)用

智能化變電站通常采用數(shù)據(jù)分層管理的形式進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的交換，一般而言，合并單元以及智能終端的一次設(shè)備功能層次稱(chēng)為過(guò)程層；而測(cè)控、錄波、日志等二層系統(tǒng)成為間隔層；主機(jī)控制、遠(yuǎn)程通信設(shè)備以及其他的輔助設(shè)備構(gòu)成了站控層，該層主要完成信息監(jiān)控、與數(shù)據(jù)中心（總控中心）進(jìn)行數(shù)據(jù)交互、操作鎖閉、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集等工作。而過(guò)程層通常使用goose（IED設(shè)備之間信息傳遞，面向通用對(duì)象變電事件傳輸，在常見(jiàn)的聯(lián)閉鎖信號(hào)等傳送中常見(jiàn)）、sv（采樣值，交換各種采樣數(shù)據(jù)）以及TCP/IP協(xié)議進(jìn)行共網(wǎng)數(shù)據(jù)交互。而共網(wǎng)傳輸技術(shù)的應(yīng)用是避免和解決交換網(wǎng)絡(luò)中常見(jiàn)的數(shù)據(jù)延時(shí)、信號(hào)抖動(dòng)等問(wèn)題關(guān)鍵，常見(jiàn)的解決方式是將故障錄波設(shè)備與共網(wǎng)傳輸設(shè)備共用。總之，共網(wǎng)傳輸設(shè)備的應(yīng)用是智能變電站子節(jié)點(diǎn)內(nèi)部數(shù)據(jù)采集、分析以及與遠(yuǎn)程控制中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的重要設(shè)備。

2.4合并單元設(shè)備的應(yīng)用

合并單元設(shè)備（即MU，Merging Unit）主要部件是數(shù)模轉(zhuǎn)裝置，目的是將電壓電流互感器的二次側(cè)模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，以sv報(bào)文形式提供給站控層IED。電流互感器連接電流MU，電壓互感器連接電壓MU。MU上一般設(shè)置有兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置，以保證采樣的可靠性。MU直接可以級(jí)聯(lián)傳輸數(shù)據(jù)，以適應(yīng)多間隔間數(shù)據(jù)的傳輸。依據(jù)220kV以上變壓等級(jí)雙重化配置的需要，110kV以上的開(kāi)關(guān)單元都設(shè)置有兩套MU，對(duì)應(yīng)于兩套保護(hù)裝置。由于智能變電站處理的是數(shù)字量，對(duì)于數(shù)字信號(hào)的實(shí)時(shí)性具有相當(dāng)高程度的要求。MU作為數(shù)字信號(hào)的采集的源頭，即使在失去GPS對(duì)時(shí)信號(hào)的情況下，內(nèi)部時(shí)鐘也必須高度的精準(zhǔn)度。這樣才能避免在對(duì)時(shí)系統(tǒng)故障的情況下，保護(hù)裝置因差動(dòng)保護(hù)兩側(cè)采樣偏差而誤動(dòng)作。

當(dāng)然，變電站的智能化設(shè)備遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止上述內(nèi)容所述，還有常見(jiàn)智能門(mén)禁系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)打印設(shè)備、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)等一系列設(shè)備，本文只是將一些常見(jiàn)的自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)用進(jìn)行分析。同時(shí)智能化設(shè)備也應(yīng)用也存在一些諸如數(shù)據(jù)傳遞容量問(wèn)題、數(shù)字信息的同步問(wèn)題、二次回路圖實(shí)問(wèn)題，相信伴隨這電力智能化設(shè)備的發(fā)展以及通信信息技術(shù)的進(jìn)步，這些問(wèn)題都能得到很好的解決，進(jìn)一步發(fā)揮智能變電站的作用。

3　小結(jié)

綜上所述，我國(guó)變電站經(jīng)歷了從RTU、分布式、數(shù)字化以及智能化的發(fā)展過(guò)程，自動(dòng)化信息設(shè)備的綜合運(yùn)用，使得變電站的安全性、穩(wěn)定性以及環(huán)保型都有了較大的提升。本文，分析了智能變電站一些常見(jiàn)的自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用，例如智能監(jiān)控設(shè)備、時(shí)鐘同步設(shè)備、合并單元設(shè)備以及共網(wǎng)傳輸設(shè)備的應(yīng)用。正如上文所述，智能變電站自動(dòng)化設(shè)備遠(yuǎn)不是上述四方面的內(nèi)容，同時(shí)，這些自動(dòng)化的設(shè)備在使用以及控制方面還有一些缺陷亟待解決，隨著我國(guó)技術(shù)水平的進(jìn)一步提升，該類(lèi)問(wèn)題都應(yīng)能得到較好的解決，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)我國(guó)電網(wǎng)生產(chǎn)、調(diào)配的現(xiàn)代管控。

［1］王德文，葛亮.變電站在線監(jiān)測(cè)智能電子設(shè)備的自動(dòng)化測(cè)試［J］.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2014（14）：84-89.

［2］鄧華春.智能變電站一次設(shè)備的選擇及應(yīng)用研究［J］.廣東科技，2014（14）：70-71.

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［4］霍山舞.杭州后蒲220kV智能變電站的設(shè)計(jì)及應(yīng)用［D］.華北電力大學(xué)，2014.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.10.138