變電站自動化管理系統中的通信技術研究

王佳巍

（山東科創電力科技有限公司，山東 濟南 250000）

0 引 言

隨著電力系統的發展進步，變電站自動化管理工作的質量受到廣泛關注，要對監控系統、繼電器保護系統、電能質量控制系統等進行綜合管理，發揮通信技術的應用優勢，確保內部數據通信的及時性和可靠性。簡化系統交互的流程，為變電站自動化管理控制工作的順利開展提供保障。

1 變電站自動化管理系統中通信技術的應用要求

為更好地維系變電站自動化管理系統的應用效能，要結合管理系統控制的具體要求和規范，建立完整的控制平臺，保證相關技術內容合理銜接，并進一步維系管理控制的整體水平。為此，要融合通信技術內容，嚴格依照通信技術應用的流程，在滿足應用要求的基礎上滿足變電站自動化管理系統綜合運行效能的發展需求。

1.1 通信網絡要求

為保證變電站自動化管理系統中各子單元應用管理控制的基本水平，在通信技術應用控制過程中，要確保通信網絡滿足以下要求。

首先，通信網絡要具備實時性響應功能，結合數據網絡完成現場信息數據的實時性管理，及時分析數據之間的關聯性，并結合信息交互管理的具體需求搭建可控化的通信平臺，維持信息傳輸的綜合效果，降低延時對信息共享的影響。同時，通信網絡能依照電力工業標準完成數據的傳送作業，確保網絡數據管理的基本水平滿足預期。

其次，通信網絡要具備較高的可靠性，為維持電力，電力系統需采取連續供電的應用模式，數據通信網絡也要維持連續運行狀態。為此，要避免出現通信網絡故障，整合可靠性控制機制，搭建完整的運維體系，確保通信網絡安全水平最優化。

最后，通信網絡要具備一定的抗干擾能力。因為變電站本身是強電磁干擾環境，為維系信息交互傳輸的合理性，要著重控制數據通信網絡的穩定性，消除干擾，維持信息交互的質量水平。

1.2 傳輸速度要求

為保證變電站自動化管理系統中各個層級結構的信息及時交互，要對傳輸速度予以控制，依照信息要求，搭建完整的信息交互平臺。

一方面，針對基礎傳輸過程，要結合變電站的運行情況，對傳送母線電壓、電流、有功功率等測量數值進行集中管理和傳輸。同時，為維持整體作業的穩定性，要將響應時間控制在1 ～2 s，符合數據采集與監視控制系統（Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA）的基本應用要求。而對于常規計量信息數據，可適當降低傳送優先級，并要求變電站數據庫信息刷新過程滿足實時性需求，維持信息傳輸的及時性和可靠性[1]。

另一方面，針對突發事件產生的信息數據，一旦系統出現事故問題，要適當縮短信息傳輸的時延，將其設置為最高優先級，并依次記錄故障狀態下繼電保護動作的信息和時間，待故障問題處理后完成相關信息傳輸處理。

綜上所述，要想更好地發揮通信技術的應用優勢，就要結合變電站自動化管理系統的運行要求，建立更加穩定的通信運行控制平臺。在整合資源結構的基礎上，減少信息傳輸不到位、速率不足等問題造成的影響，維系變電站自動化管理系統多元管理的科學性。

2 變電站自動化管理系統的通信傳輸內容

在變電站自動化管理系統中應用通信技術時，為維持通信處理效果，要明確具體的通信傳輸內容，充分發揮分層分布式結構的應用優勢，以滿足相關層級結構信息處理控制的基本要求。變電站自動化管理系統的分層分布式結構如圖1 所示。

圖1 變電站自動化管理系統的分層分布式結構

2.1 現場一次設備和間隔層信息傳輸

對于變電站自動化管理系統而言，設備間隔層要對現場一次設備予以管理，建立有效的信息交互傳輸平臺，保證信息數據交互控制的科學性和穩定性，從而更好地維系系統設備的后續應用效能。在信息傳輸的過程中，利用電壓互感器、電流互感器對正常運行情況和事故情況信息進行匯總，統籌記錄電壓參數和電流參數，在采集設備狀態信息和故障信息后，有效完成信息傳輸處理，確保后續應用處理方案得以落實，維系變電站自動化管理系統整體作業的合理性[2]。

2.2 間隔層信息交換

在間隔層信息處理工作中，要結合間隔層內部功能模塊的具體情況完成信息的分類處理，保證相關信息內容控制管理的科學效果，更好地維系信息交互的及時性和完整性。在功能模塊的處理工作中，要對繼電保護、控制單元、監視單元以及測量單元等模塊進行集中管理。結合各個模塊的工作應用要求和運行規范，打造完整的數據交互體系，匯總測量數據和狀態信息數據的同時，確保數據交換及時且完整，為整個系統的穩定運行提供良好的保障。

2.3 間隔層和變電站層信息傳輸

基于變電站自動化管理系統運行的具體要求，確保間隔層和變電站層之間能搭建完整的信息交互體系。在了解傳輸內容的基礎上建立穩定的信息傳輸通道，及時匯總信息并完成信息的傳輸處理，以便工作人員開展相應工作[3]。

2.3.1 傳輸內容

要整合通信技術的應用規范，確保信息傳輸控制的合理性，并維持應用模式的基本水平，發揮遠動技術優勢，強化整定保護定值的處理效果，并實現測量狀態信息、操作信息、參數信息的實時性交互作業。

第一，測量狀態信息，對斷路器、隔離開關、主變壓器分接開關以及各個間隔層運行狀態等信息進行匯總，輔助工作人員進一步了解相關設備的運行現狀，了解正常運行狀態和事故狀態下的相關信息內容。第二，具體操作信息，了解斷路器和隔離開關是否按照開合指令落實具體工作，匯總其操作執行情況，并利用傳輸信息實現指令的執行作業，完成自動裝置的投入和退出處理等。第三，參數信息，包括自動裝置整定數值信息等內容[4]。

2.3.2 傳輸時間

為保證變電站自動化管理系統信息傳輸的及時性，在通信技術應用環節中，要依照通信實際需求，合理控制相應的信息傳輸效能，保證各個層級結構內部傳輸信息的時間滿足實際應用管理規范。各層級內部傳輸信息的時間如表1 所示。

表1 各層級內部傳輸信息的時間

除此之外，要建立綜合自動化系統和控制中心的通信體系，發揮前置機遠動處理的應用優勢。前置機遠動處理機制如圖2 所示。將變電站測量的模擬量參數等集中發送到控制中心，借助上級調度完成指令控制，更好地搭建完整的上行信息和下行信息交互控制模式，保證遠動通信的完整水平，進一步提高變電站自動化管理系統的應用效能[5]。

圖2 前置機遠動處理

3 變電站自動化管理系統中通信技術應用要點

3.1 變電站微機保護信息的通信處理

微機保護的通信處理模式是維系監控系統通信內容的基礎，要利用監控系統和控制中心建立數據采集與交互平臺，實現完整的數據管理控制。

首先，變電站自動化管理系統中通信技術支持監控系統數據內容的采集和匯總，并及時向監控系統傳送相關事件的報告。配合遠動傳輸處理等工作內容，更好地在失電問題出現后保留相關信息數據，最大限度地維系變電站自動化管理系統運行的綜合效果。

其次，通信技術支持變電站自動化管理體系中微機保護模式向監控系統發送自檢報告，包括對裝置內部和輸入信號的自檢結果。利用信息交互傳輸的方式就能完成時鐘校準處理，與監控系統完成對時，以便能及時進行時鐘的修改作業，完成保護定值的控制處理[6]。

最后，微機保護信息單元能維持保護信號的遠方復歸作業，維系綜合控制效果，確保投退保護命令得以落實，避免出現安全失效等現象，更好地優化變電站微機保護效果，充分發揮通信技術應用價值。

綜上所述，在計算機技術和通信技術全面發展的基礎上，簡化系統，并利用通信技術建立信息共享體系，能更好地提升變電站自動化控制技術的應用水平，提高綜合應用效能[7]。

3.2 自動裝置的通信處理

在變電站自動化管理系統中，通信技術支持自動裝置的通信作業，能及時控制裝置重合閘、頻率減負荷等操作內容。利用交互的信息數據內容，就能更好地維系監控系統和自動綜合控制系統之間的合理通信，提高指令操作管理的實效性。

一方面，匯總小電流接地系統接地選線裝置的通信內容，及時了解母線諧振信息、接地線路信息等，從而確保相關元件控制的合理性，及時交互參數關聯結構，保證自動裝置的通信處理效果最優化。

另一方面，對備用電源的自投裝置進行通信管理，連接微機保護通信功能的基礎上，優化協同控制效果。此外，通信技術支持電壓無功調節的控制通信處理，不僅能完成通信交互，還能接收電壓和無功調節調度指令。此時，調度中心可結合實際情況切換自動就地控制，確保信息交互的及時性，發揮通信技術應用控制的優勢，為變電站常規化管理工作的全面落實提供保障[8]。

4 結 論

變電站自動化管理系統中通信技術的應用具有重要的研究價值，要結合變電站自動化管理的應用要求，維系信息交互傳輸的及時性，確保信息管理滿足通信控制的具體規范，發揮通信技術實時性傳輸管理的優勢，從而為電力系統的可持續健康發展奠定堅實的基礎。