自動化系統(tǒng)應(yīng)用于220kV智能變電站的設(shè)計(jì)方案

丁敬雷++梁雯

摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)不斷的進(jìn)步，變電站的發(fā)展也越來越趨于智能化。本文主要研究的是在220kV智能變電站當(dāng)中，對自動化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】220kV智能變電站 設(shè)計(jì)方案 自動化系統(tǒng)

1 自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

自動化系統(tǒng)主要是由哪幾個(gè)方面構(gòu)成的呢？據(jù)調(diào)查可知，220kV智能變電站的基礎(chǔ)是IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，該變電站所采用的設(shè)備均為智能化一次設(shè)備（智能化一次設(shè)備指的是：開關(guān)設(shè)備、IED以及狀態(tài)監(jiān)測）和網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備。因此，自動化系統(tǒng)是由全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化和信息共享標(biāo)準(zhǔn)化所構(gòu)成的。下面，我們在根據(jù)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的變電站模型來對其進(jìn)行分析。

根據(jù)圖1，我們可以知道，智能變電站系統(tǒng)是由站控層、間隔層以及過程層所組成的。其中站控層由工作站、GPS以及遠(yuǎn)動站這三部分所構(gòu)成的，間隔層則是由保護(hù)、測控和其他這三部分所構(gòu)成的，過程層則是由智能單元以及電子式互感器所構(gòu)成。這幾個(gè)部分也是自動化系統(tǒng)配置的主要內(nèi)容，接下里我們將分別從這三部分對其進(jìn)行分析。

2 自動化系統(tǒng)配置

2.1 站控層

上文中就有提到，站控層當(dāng)中主要包括了工作站、GPS以及遠(yuǎn)動站這三部分的設(shè)備。在220kV智能變電站當(dāng)中，站控層中的監(jiān)控主機(jī)、遠(yuǎn)東站這兩方面的設(shè)備應(yīng)該進(jìn)行雙套配置。目前，依舊我國現(xiàn)有的技術(shù)，智能變電站均為無人值班式的變電站。因此，操作員的工作站和工程師的工作臺可以不用單獨(dú)設(shè)置而是和監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行結(jié)合，用一個(gè)工作臺來滿足這三方面的需求。

將自動化系統(tǒng)應(yīng)用在220kV智能變電站當(dāng)中，其主要是需要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享。因此，在站控層這一部分，將三部分的設(shè)備全部集合在一起，監(jiān)控、操作員以及工程師之間的數(shù)據(jù)都可以實(shí)現(xiàn)共享。

2.2 保護(hù)、測控功能進(jìn)行一體化配置

保護(hù)以及測控功能是屬于間隔層當(dāng)中的構(gòu)成部分，在自動化系統(tǒng)當(dāng)中，所需要實(shí)現(xiàn)的就是將這兩部分的裝置技術(shù)進(jìn)行一體化的配置。正如我們所知，在常規(guī)的變電站當(dāng)中，保護(hù)和測控這兩方面的裝置是分開進(jìn)行配置的，其主要是因?yàn)椋?/p>

（1）保護(hù)和測控這兩個(gè)裝置在功能需求方面就很不同；

（2）保護(hù)和測控這兩方面的裝置在硬件的處理能力上也是不同的；

（3）保護(hù)和測控這兩方面的裝置體積以及接線上也是不同的。

因此，在常規(guī)的變電站當(dāng)中，這兩個(gè)功能的裝置才會進(jìn)行獨(dú)立配置。

那么在自動化系統(tǒng)當(dāng)中，是通過如何的設(shè)計(jì)，才將這兩方面的裝置進(jìn)行一體化的呢？在智能變電站當(dāng)中，由于其可以通過過程層來進(jìn)行合并單元、智能終端，由此也就實(shí)現(xiàn)了開關(guān)量和模擬量的數(shù)字化，這樣保護(hù)和測控就可以通過網(wǎng)絡(luò)共享這一功能來獲得這一些開關(guān)和模擬的數(shù)字量，這樣也就不需要像過去一樣進(jìn)行復(fù)雜的二次接線，由此也就解決了接線和裝置體積方面的不同。

再就是對保護(hù)以及測控功能的CPU進(jìn)行獨(dú)立配置。保護(hù)和測控這兩方面的CPU處理內(nèi)容都是不同的，保護(hù)裝置的CPU主要是處理保護(hù)邏輯的運(yùn)算，而測控則是對遙測以及遙信的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。這也就是其硬件在處理能力上的不同，將這兩方面的CPU進(jìn)行獨(dú)立化，就可以利用數(shù)字化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)保護(hù)、測控功能的一體化配置。

2.3 雙測控信息處理

220kV在線路方面的要求是線路保護(hù)雙重化，那么當(dāng)220kV使用了保護(hù)測控一體化裝置的時(shí)候，為了滿足220kV在這一方面的要求，這也就需要將其一體化的裝置進(jìn)行雙套配置，不管是采樣值還是GOOSE，都需要進(jìn)行雙套采集，這也就是雙套測控功能。

那么當(dāng)雙套測控功能存在了。自動化系統(tǒng)首先所需要做的是什么呢？其首先需要將所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、組織，然后再為雙套測控選擇適當(dāng)?shù)那袚Q方式，最后就是需要確定好其控制命令。

關(guān)于數(shù)據(jù)分類方面，所謂的分類其實(shí)也就是將雙套測控裝置當(dāng)中的數(shù)據(jù)劃分為冗余數(shù)據(jù)和非冗余數(shù)據(jù)。將這兩類分類好也就可以實(shí)現(xiàn)將設(shè)備的虛點(diǎn)數(shù)據(jù)在原始數(shù)據(jù)當(dāng)中獲取。

關(guān)于雙測控切換方式的選擇方面，這方面主要是為了能夠讓切換工作能夠在雙方面進(jìn)行，也就是說其能夠在站端進(jìn)行，也可以在集控端進(jìn)行。其中站端進(jìn)行是針對有人操控的，集控端進(jìn)行則是針對無人操控的。而切換方式則是由手動和自動兩種，這可以根據(jù)實(shí)際情況來進(jìn)行選擇。

最后就是控制命令來進(jìn)行傳輸方面，這方面所指的是當(dāng)操作端發(fā)來命令的時(shí)候，在經(jīng)過了站控層的監(jiān)控驗(yàn)證之后，然后在根據(jù)映射關(guān)系來找到提供主要數(shù)據(jù)的源頭，并對此進(jìn)行運(yùn)輸。

3 結(jié)束語

綜上所述，本文主要通過對自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及配置進(jìn)行分析，由此來看自動化系統(tǒng)在220kV智能變電站的設(shè)計(jì)方案。在變電站建設(shè)當(dāng)中，智能變電站使其工作內(nèi)容當(dāng)中的重點(diǎn)，加強(qiáng)對自動化系統(tǒng)在220kV智能變電站當(dāng)中的應(yīng)用，是能夠擴(kuò)大智能變電站安全可靠運(yùn)行的可能的。

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作者單位

1.南京南瑞繼保電氣有限公司 江蘇省南京市 210000

2.江蘇海能電力設(shè)計(jì)咨詢有限責(zé)任公司 江蘇省南京市 210000