基于無線數據通信的智能變電站二次設備集成測試系統開發

邱 亮

（南通供電公司，江蘇 南通 226000）

0 引 言

隨著當前我國變電站的數字化和智能化程度越來越高，智能變電站內部的運行管理水平也要相應提升，從而滿足當前智能變電站中的管理需求。為了保障智能變電站內部綜合自動化系統可以健康穩定地運行，需要借助無線數據通信技術做好該系統的日常運行維護管理工作，提高電力部門的經濟效益[1-3]。

1 智能變電站二次設備集成測試系統開發概述

現階段智能變電站在二次設備集成測試系統開發的建設過程中，將變電站內傳統的綜合化自動系統進行創新轉變成現代化的集中分布式數字系統，更好地保障二次設備集成測試系統開發的建設。通過建立站用無線數據通信共享平臺，實現對變電站內部電源進行整體化的網絡管理和一體化的控制，在管理控制的過程中就可以將傳統交流、直流、逆變和通信電源網絡接口進行一體化集中管理[4-6]。無線數據通信模塊如圖1所示。

圖1 無線數據通信模塊

智能變電站在建設的過程中還需要對二次設備集成測試系統開發進行優化，在優化的過程中取消傳統通信蓄電池組和相應的充電裝置，采用DC/DC變換器和直流母線進行代替。同時還需要取消傳統電源系統中的UPS蓄電池組，采用逆變器和直流母線進行代替。通過這樣的措施進行逆變電源供電，從而保證智能變電站二次設備集成測試系統正常運行。此外還需要對電源系統進行波形處理，并配備相應的配電監控管理裝置，這樣就可以對智能變電站交直流一體化電源系統進行實時管理。

2 智能變電站二次設備集成測試系統開發具體建設

將原有的站用電源進行全面整合，在整合過程中需要對變電站內交流電源系統、直流電源系統、逆變電源系統以及通信電源系統進行一體化的設計。同時還需要將交直流電源系統中的監控模塊應用于智能變電站內的各個子系統，從而在應用的過程中實現智能變電站內無線數據通信的實時共享。設計人員還需要建設相應的數字化軟件管理平臺，將智能變電站內的所有開關模塊進行智能化升級，對相應的分散功能開關進行集中化處理，從而實現模塊外的無二次接線[7-10]。

將智能變電站內部的站用直流電源和通信電源進行整合，工作人員可以取消原有的通信電源蓄電池組，然后應用雙套蓄電池組的直流控制電源，這樣就可以給變電站提供可靠的供電。此外48 V電壓的通信電源由于具備了高頻模塊的DC/DC變換器（見圖2），便可以通過兩組蓄電池進行直接供電或采用并聯的方式進行穩壓供電，這樣即使其中一個模塊出現故障也能實現對變電站內部設備提供24 h不中斷的穩壓供電。

圖2 高頻模塊的DC/DC變換器

此外，智能化變電站內部所采用的是數字化繼電保護裝置。與傳統的保護裝置相比，繼電保護裝置中增加了智能化組件，通過這樣的智能化組件便可以對互感器中傳輸的電氣模擬量進行及時的同步處理，使模擬數字信號根據特定的格式進行傳輸，并可以通過該信號與保護測控層進行聯系。同時通過智能化變電站內部的智能終端，還可以實現對實時數據模型的轉化和對一次設備的及時控制。對于智能變電站內部的設備，主要選擇主變壓器保護及綜合測控數字化設備、電磁式互感經合并單元采樣設備以及常規微機保護設備等。

對智能變電站網絡進行建設的過程中，需要建立在國際電工委員會（International Electro technical Commission，IEC）通信技術規范的基礎上，同時還需要對該控制電路采用分層分布式系統，這樣就可以實現由站控層對網絡結構進行實時控制。此外在對網絡進行具體布置的過程中，需要將過程層、站控層網絡模塊相互獨立，然后對不同的裝置采用獨立的數據接口進行網絡連接。在這個過程中，還需要確保過程層中SV/GOOSE局域網上的各個電壓等級相互獨立，從而提高智能變電站網絡的運行效率。智能變電站內部還需要對所有的后臺監控實現設置和顯示的雙重化處理，這樣即使智能變電站內部的一體化監控系統出現故障，也能在不影響變電站正常運行的前提下實現穩定控制。此外，采用分開走線的方式避免交流與直流系統在工作過程中互相干擾。

智能變電站二次設備集成測試系統開發在方案實施過程中需要做到以下兩點。一是智能變電站內部站用電源的所有開關都需要實現智能模塊化升級處理，工作人員在設計過程中可將原有的開關、傳感器和智能電路集成于一體，然后通過專用的機箱模塊進行控制。對智能變電站內部的開關進行智能管理，確保智能變電站內部的開關模塊無二次接線，從而有效提升開關模塊檢修維護的效率。二是智能變電站需要將原有的集中功能進行分散化處理，在工作中將蓄電池巡檢功能進行分屏，從而在一體化電源系統的管理過程中避免柜間聯絡電纜出現故障。

3 結 論

目前我國新型智能變電站的設計理念是將傳統的站用交流電源系統、直流電源系統、以及通信電源系統等進行一體化的設計，在智能變電站電源系統的安裝過程中需要針對該電源系統進行一體化配置和優化升級，從而更有效地實現對電源系統的工況管理和數據監控。通過在智能變電站中應用無線通信技術，可以提高變電站內部各系統在運行過程中的可靠性和穩定性。同時通過對智能變電站的設計方案進行優化，可以進一步減少智能變電站在施工過程中的施工成本和施工時間，還可以減少日后智能變電站在使用過程中的檢修和維護工作，有效提高智能變電站的運行效率。