計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能變電站自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用

譚志宇 宋愛嬌

摘要：當(dāng)今的社會是一個信息化社會，計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是當(dāng)今社會中主導(dǎo)的技術(shù)，其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。隨著電力需求的不斷增加，各大變電站也需要將自己的硬件設(shè)備進行升級改造，從而使變電站走向智能化的發(fā)展道路。基于此，本文將對計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能變電站中自動化系統(tǒng)的應(yīng)用進行簡明的探討，還望能對本項研究的發(fā)展提供值得參考的信息。

關(guān)鍵詞：計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；生產(chǎn)過程自動化；智能變電站

引言：

智能變電站是電力系統(tǒng)在信息化時代下的產(chǎn)物，將自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用在其中可以達(dá)到對供電線路的智能管控，主要是在計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上，對一二次設(shè)備進行數(shù)字化改造，利用以太網(wǎng)實現(xiàn)對全線的管理和監(jiān)控。在智能電網(wǎng)的整體系統(tǒng)中，智能變電站是其中的核心組成部分，能夠幫助變電站的生產(chǎn)過程達(dá)到完全的自動化與無人化。

一、當(dāng)前我國智能變電站自動化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

（一）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

目前我國大多數(shù)電力企業(yè)中智能變電站自動化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)普遍采用的是“站控層總線+過程層總線”的結(jié)構(gòu)，其主要的特征就是“三層兩網(wǎng)”，所謂“三層”分別是指變電站層設(shè)備、間隔層設(shè)備和過程層設(shè)備，而“兩網(wǎng)”指的是間隔層網(wǎng)絡(luò)和過程層網(wǎng)絡(luò)。其自動化系統(tǒng)的站控層、間隔層和過程層三個層次中分別都是以通訊作為主要的連接方式。在站控層和間隔層中通常都采用的是100M/10M的交換以太網(wǎng)。

（二）過程層網(wǎng)絡(luò)

高壓一次設(shè)備的間隔層網(wǎng)絡(luò)（220kv）一般采用的是雙套單星形以太網(wǎng)，在每個間隔的中間設(shè)置兩臺交換機；中壓間隔層（110kv）主要采用雙星型以太網(wǎng)，在每段母線上同樣配置兩臺交換機；低壓間隔層中間沒有單獨的GOOSE網(wǎng)路，信息會利用站控層進行傳輸。而諸如電度表、測控裝置等設(shè)備會利用光纖點進行信號的傳輸，遵循IEC61850-9-2的協(xié)議，跳閘、啟動失靈等將會通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)進行傳輸。

二、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

（一）生產(chǎn)過程自動化

將計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用在智能變電站之后，變電站中所有設(shè)備上的信息都可以利用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行自由的傳輸，到達(dá)站控層的服務(wù)程序之中，隨后會繼續(xù)進行傳遞，最終到達(dá)需要這些信息數(shù)據(jù)的程序中去。此外，各種調(diào)控和安排指令都可以從上到下進行分層傳遞，最終落實到具體的操作中去。

（二）數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)化

將計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用在智能變電站之后，因此數(shù)據(jù)交換可以直接利用網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)，尤其是數(shù)據(jù)總線可以將多個設(shè)備實現(xiàn)同步連接，達(dá)到互聯(lián)互通、信息共享和相互控制的目的。其主要的優(yōu)勢就是低碳環(huán)保，成本投入較低，與可持續(xù)發(fā)展的理念十分契合。將交換機和光纖應(yīng)用在其中，既可以保證成本控制在合適的范圍之內(nèi)，又可以簡化系統(tǒng)的構(gòu)建，使得控制系統(tǒng)的可行性和穩(wěn)固性得到了有效的提升，并且使變電站自身逐步成為智能電網(wǎng)的核心組件。

（三）具有自動化功能

（1）順序控制功能

變電站在執(zhí)行某項操作的時候會發(fā)出很多指令信號，這些信號會成為一個集合體，這個集合體就是順序控制的產(chǎn)物。因此在執(zhí)行這個指令集合的時候會考慮到各個設(shè)備之間的閉鎖關(guān)系以及相關(guān)安全操作要求，并且實現(xiàn)自主化完成，不需要人工介入。

（2）智能巡視系統(tǒng)

該系統(tǒng)是在計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上，配合巡視機器人和固定攝像頭對站內(nèi)的運行情況進行實時的控制，將收集到的信息利用智能告警和事故信息分析決策體系得出巡視結(jié)論，如果有問題出現(xiàn)，該系統(tǒng)會直接發(fā)出警報信號，引起管理人員的注意力。該系統(tǒng)主要的優(yōu)勢就是使得巡視的效率得到了明顯的提升，并且站內(nèi)事故的發(fā)生率也會被降低，得出的數(shù)據(jù)更加趨于正確，并且還保證了數(shù)據(jù)的及時性。

（3）實時分析、決策和自動調(diào)節(jié)

變電站在引入計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之后可以在最短時間之內(nèi)對收集到的數(shù)據(jù)信息進行分析和判斷，然后與專家知識庫對出對比，將參數(shù)和告警信息進行綜合分析，然后在權(quán)限允許的范圍之內(nèi)自行下達(dá)命令并執(zhí)行。

除了上述提到的優(yōu)點之外，變電站在引入計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之后也會面臨一定的運行問題，比如一旦網(wǎng)絡(luò)有病毒入侵進來，那么變電站的工作必然會受到影響，嚴(yán)重的還會導(dǎo)致整個變電站處于癱瘓的狀態(tài)，因此必須要在站內(nèi)建立強大的防火墻和抗病毒軟件。并且智能變電站不能過度依賴網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，一旦遇到網(wǎng)絡(luò)通道卡頓的話，就會使得整個變電站的通訊受阻，甚至還會使得變電站失控，導(dǎo)致配電網(wǎng)運行失靈，引發(fā)巨大的安全風(fēng)險。因此這一技術(shù)在未來的發(fā)展中還必須要針對這個缺點做出一些改進措施。

三、結(jié)束語

綜上所述，智能變電站在智能電網(wǎng)中的重要作用已經(jīng)無需過多贅述，將計算機網(wǎng)路技術(shù)應(yīng)用在其中可以有效改善變電站信號的傳輸問題，使得最大程度上解放人工勞動力。但是在具體的發(fā)展過程中，由于計算機技術(shù)本身還存在一定的缺陷，必須要在配電站中準(zhǔn)備一些具有針對性的措施，推動計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與智能配電站之間達(dá)到更好的結(jié)合。

參考文獻：

[1]鄭少恒. 計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能變電站自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用， 2017（12）：30-31.

[2]劉建軍. 基于數(shù)字化變電站智能管理系統(tǒng)的應(yīng)用與優(yōu)化[J]. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用， 2014（1）：103-103.

作者簡介：

譚志宇（1973.03-），男，湖北巴東人，本科學(xué)歷，畢業(yè)于長江大學(xué)，助理工程師；研究方向：用電檢查及采集運維。

宋愛嬌（1979.09-），女，湖北巴東人，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向：變電運維及PMS2.0系統(tǒng)。