探析智能變電站二次回路發展趨勢

劉璟

【摘 ?要】近年來，在高科技浪潮的沖擊下，許多行業都開始走向了智能化發展道路，智能化技術將人類引進了又一個文明階段。對于電力行業來說，智能信息化運作模式非常重要，它首先可以提高變電站的工作效率，以網絡化信息共享為基礎的智能模式取代了傳統二次回路，使二次回路在設計方面發生了巨大變化。

【關鍵詞】智能變電站;二次回路;發展

我國電網逐漸走向了信息智能化發展的新階段，變電站普遍采用了現代化電子信息技術及其綜合自動化管理體制，甚至向無人作業模式轉變，從而引起了變電站二次回路的根本性變革。為了進一步研究智能變電二次回路的發展趨勢，本文著重分析智能變電站二次回路的技術要求以及“虛回路 ”的相應表達。

1 智能變電站二次回路發展現狀

1.1 RTU遠動終端模式

目前，我國的智能變站二次回路主要采用RTU遠動終端模式，由于其具有的個性化功能而替代了通常情況下的變電站控制、測量及監視系統功能，從根本上適應了變電站對于RTU遙測功能的迫切需求。

從表面上看，現有的技術設備確實改變了舊設備的不良性狀，但是在高科技飛速發展的今天，這些功能還是有限的，在某種程度上跟不上時代的要求。具體地講，RTU遠動終端模式依然保留著常規變電站的中央信號系統，基本上沒有改變保護及自動裝置，變電站僅僅依附于局域通信網絡形成分布式的監控系統。RTU遠動終端模式具有四種功能：即遙測功能，遙信功能，遙調功能，以及遙控功能。

1.2 變電站綜合自動化模式

關于變電站綜合自動化模式，它也是當前應用非常普遍的一種智能變電站系統裝置，從根本上取消了中央信號系統，而保護測控屏的應用取代了落后的常規保護屏系統功能。

一般情況下，變電站綜合自動化模式連接著常規控制和信號回路與計算機監控系統，使現代計算機技術和通信技術被充分被利用，對于二次回路接線也起了一定的簡化作用。除此，變電站綜合自動化模式的應用也從一定程度上控制了設備電纜的用量，重要的是變電站綜合自動化模式實現變電站數據的信息共享。

由于變電站綜合自動化水平的不斷提高，值班人員的工作操作量隨之減輕，在保護、測控一體化裝置和新控制方式的采用方面尤為明顯，這種令人興奮的現狀提高了變電站的自動化程度水平，也為實現無人看管模式創造了必要條件。盡管如此，但變電站綜合自動化模式仍然存在一些不可避免的現實問題，因為它沒有從根本上解決二次回路復雜引起的電磁干擾、一次設備智能化、電保護狀態檢修等問題，所以它還不能滿足智能電網發展的需求，變電站的二次回路必須向數字化模式過渡，這是應用系統的需求，也是時代發展的必然。

2 變電站二次系統的數字化應用

2.1 智能電網的重要組成部分

通常來說，數字化變電站是智能電網的重要組成部分，也是變電站自動化系統發展的未來方向，數字化變電站是由智能化一次設備和網絡化二次設備分層共同構成。智能化一次設備主要指的是電子式互感器、智能化開關等;而網絡化二次設備分層主要指的是過程層、間隔層和站控層。

在實際應用中，數字化變電站是建立在IEC61850通信標準基礎上的一種設備，可以實現設備信息共享以及相互操作，它屬于現代化的新型智能變電站.毫無疑問，作為一種電力公司的運行工具，智能電網依靠數字化、網絡自動化等技術手段來實現其應用功能，這也是科學技術發展的必然.例如，電網監控、保護等任務只有在智能化二次設備信網絡的幫助下才能完成。此外，隨著新興技術的發展，以太網等數字化設備大批量地投入到了實際應用中，所有變電站設備急需改革，所以網絡化二次系統功能成了變電站的又一革新手段。

2.2 多層網絡結構的構成特點

大致地說，變電站網絡化二次系統主要是將虛擬網技術應用于數字化變電站，并借助GOOSE通信傳輸機制和SMV采樣值傳輸機制來實現各種網絡化的保護、控制及計量等多種二次設備功能，其智能化變電站二次系統功能特點如下所示：

關于數字化變電站網絡化二次系統，它主要由多層網絡結構組成，一般結構表現為：間隔層集多種設備為一體，通過標準數字化變電站機構，促使二次系統通信趨于分散分布式，最終融合傳統變電站二次設備。毫無疑問，融合式網絡結構尤為重要，它可以重新集合整個變電站的二次設備，能使變電站層后臺系統獲得大量信息，從根本上綜合利用最新開發的數據基礎。

3 智能變電站二次回路發展趨勢

針對智能變電站二次回路的目前現狀及應用進行分析，我們可以進一步展望它的未來發展趨勢。其實，智能變電站二次回路應當建立包含電網實時同步運行信息、設備狀態、電能質量等類據的標準化信息模型，保證基礎數據的一致性和完整性。

根據當前智能變電站的要求，為了滿足各個系統層面所要達到的標準，相關電力公司一定要根據變電站本身問題進行具體分析，建立科學合理的智能變電站模型，并提供有利于智能變電站二次回路正常運作的系統結構及配置方案。

一般來說，系統結構及配置的理想設計方案需要滿足一定的條件，即一定要具備先進性，與時俱進。作為一種實際應用頻率較高的系統設置，不只是應用當前我國生產的最新前沿科技，而且還要放眼全球，充分考慮現今國內外高壓電氣設備以及二次設備（IED）的發展狀況和運行經驗。不管怎么說，關于智能變電站二次回路發展的設計可以從以下幾方面進行考慮：

設立變電站新模型，提供電氣主接線，增加IED配置，并且分析智能變電站的分層網特點，最大化實施智能變電站自動化系統的網絡布局。其中，最為關鍵的一點就是，相關設計人員可以根據現已建立的智能變電站自動化系統網絡現狀，有效在選擇智能變電站的二次設備，研究智能變電站二次回路等方面的發展趨勢。

3.1 變電站“虛回路 ”表示方案

對于變電站“虛回路 ”進行分析，它主要根據IEC 61 850標準，為了適用于網絡時代回路表達及工程實施而最新推出的一整套行之有效的系統研究方案。進一步講，變電站“虛回路 ”方式能夠通過網絡自動配置和系列工具軟件而科學有效地解決智能化變電站常規回路經常遇到的“可設、可校、可配、可用”問題。一句話，變電站“虛回路 ”表示方案也是數字化變電站開關量及信息通信采樣科學應用的主要表達方式。

3.2 變電站虛端子的表示方案

對于變電站虛端子進行分析，它是根據GOOSE和SV輸送信號為網絡傳遞信息的一種變量，與傳統屏柜的端子相對應。

經過這種方案，系統就可以形象迅速地理解并應用GOOSE、SV信號，其實連接這些信號的一連串連接點就是虛端子。

4 結束語

總而言之，智能化信息技術系統的運用，從根本上解決了變電站二次回路的復雜性，在缺乏智能變電站二次設計軟件的情況下，“虛回路 ”及虛端子的表示為智能變電站二次設計提供了過渡橋梁。因此，智能變電站二次回路的應用已在為智能電網運行過程中的基本組成部分，也是我國變電站自動化系統的必然發展趨勢。

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（作者單位：國網山西省電力公司檢修公司）