摘要：如今，智能變電站的發(fā)展已經(jīng)成為電力系統(tǒng)發(fā)展的內(nèi)容。如何提高智能變電站的運(yùn)行效率也成為電力系統(tǒng)發(fā)展的重要目標(biāo)。為了更好地促進(jìn)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，本文分析了智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：智能變電站；自動(dòng)化系統(tǒng)；集成監(jiān)控

引言

作為人們生產(chǎn)和生活中不ke缺shao的主要能源，如何確保電能的安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定的運(yùn)輸和使用非常重要。為了提高電力系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率，為用戶提供安全的電能，需要對(duì)設(shè)施設(shè)備進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，不斷滿足日益嚴(yán)峻的供電需求。作為整個(gè)電力系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，如何實(shí)現(xiàn)智能發(fā)展是當(dāng)今更重要的目標(biāo)和任務(wù)之一。本文還基于此目的進(jìn)行了以下研究：

1智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展歷程和特點(diǎn)

1.1發(fā)展歷程

通過分析變電站監(jiān)控系統(tǒng)的整個(gè)發(fā)展過程，我們可以發(fā)現(xiàn)，它已經(jīng)從*開始的集中式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展成為當(dāng)今的智能變電站集成監(jiān)控系統(tǒng)。集中式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在變電站設(shè)置數(shù)據(jù)采集柜和控制柜，集中采集和控制全站數(shù)據(jù)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，但單個(gè)模塊故障會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，可靠性不高。在設(shè)計(jì)過程中，分散式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)采用了間隔層和站控層兩層的架構(gòu)方法。間隔層包括保護(hù)、測控、測量等裝置，按間隔配置；站控層包括后臺(tái)系統(tǒng)、遠(yuǎn)動(dòng)、GPS對(duì)時(shí)裝置等。間隔層的功能不受站控設(shè)備的影響，自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性顯著提高。隨著IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的制定和完善，數(shù)字變電站發(fā)展迅速。主要利用IEC61850進(jìn)行二次設(shè)備互聯(lián)和操作，有效實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的水平通信，簡化二次接線，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。在數(shù)字變電站的基礎(chǔ)上，在社會(huì)發(fā)展中，電子互感器和設(shè)備的智能化發(fā)展過程也在不斷推進(jìn)。在這種環(huán)境下，智能變電站開始使用具體的三層系統(tǒng)架構(gòu)，包括工藝層、間隔層和站控層。通過這種架構(gòu)，可以有效實(shí)現(xiàn)站內(nèi)全站信息共享和設(shè)備統(tǒng)一管理，因此，與以往相比，變電站的自動(dòng)化水平也有了明顯的提高。

1.2特點(diǎn)

與傳統(tǒng)變電站相比，智能變電站具有以下顯著特點(diǎn)：一是設(shè)備安裝方式的變化，如工藝層合并單元、智能終端現(xiàn)場安裝、保護(hù)測控裝置現(xiàn)場安裝等。這顯著減少了變電站的電纜消耗，增加了光纜消耗，電氣系統(tǒng)的信號(hào)真正實(shí)現(xiàn)了數(shù)字傳輸，增強(qiáng)了信號(hào)在使用過程中的抗電磁干擾能力。二是智能設(shè)備的使用，如智能變電站繼電保護(hù)裝置、測控裝置、智能表計(jì)、在線監(jiān)控裝置、網(wǎng)絡(luò)分析儀等。這些智能設(shè)備在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用，可以真正將系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)化為可視化，設(shè)備也開始從之前的定期維護(hù)發(fā)展為狀態(tài)維護(hù)。第三，系統(tǒng)集成也得到了顯著提高。智能變電站將原計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、保護(hù)信息子站、五防子站、電能計(jì)量、在線監(jiān)控等分散系統(tǒng)集成為集成監(jiān)控系統(tǒng)，優(yōu)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。四是智能變電站構(gòu)建全景數(shù)據(jù)平臺(tái)，直接實(shí)現(xiàn)全站數(shù)據(jù)信息共享。

2智能變電站集成監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備與架構(gòu)

2.1系統(tǒng)架構(gòu)

在智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，可以采用三層兩網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。具體來說，三層主要是指站控層、間隔層、工藝層等設(shè)備，而兩層主要是指MMS網(wǎng)。SV/GOSE網(wǎng)絡(luò)。典型的220kV變電站集成監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。在實(shí)際工程中，監(jiān)控系統(tǒng)可以根據(jù)具體情況進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，如MMS網(wǎng)絡(luò)和SV網(wǎng)絡(luò).GOSE網(wǎng)絡(luò)和IEEE1588對(duì)時(shí)網(wǎng)四網(wǎng)合一，在保證整個(gè)通信質(zhì)量的基礎(chǔ)上，對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行簡化處理。

圖1典型220kV智能變電站集成監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.2設(shè)備

智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)站控層設(shè)備較多，如監(jiān)控主機(jī)、操作員工作站、數(shù)據(jù)服務(wù)器、綜合應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機(jī)、站控層交換機(jī)等；間隔設(shè)備主要包括智能繼電保護(hù)、智能測控、PMU、智能電表、間隔層交換機(jī)等。；過程層設(shè)備包括合并單元、智能終端、過程層交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。在設(shè)計(jì)智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)，可以根據(jù)不同電壓等級(jí)變電站設(shè)備配置原則研究優(yōu)化方案，如使用合并單元智能終端集成裝置、智能保護(hù)測控集成裝置等，同時(shí)有效結(jié)合PMU功能和測控功能，真正減少交換機(jī)數(shù)量，有效減少智能變電站光纜數(shù)量，減少智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)備投資。

3智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)功能及核心技術(shù)

3.1主要功能

如果能夠?qū)崿F(xiàn)智能變電站集成監(jiān)控系統(tǒng)，其主要功能體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）全景數(shù)據(jù)采集功能。包括變電站穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)數(shù)據(jù)、輔助設(shè)備一次、二次運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)（2）運(yùn)行監(jiān)控功能。該功能主要包括運(yùn)行監(jiān)控、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控等（3）控制和運(yùn)行功能，包括操作控制安全機(jī)制、順序控制、防誤鎖、智能操作票、無功優(yōu)化控制等（4）信息綜合分析和智能警示功能，包括智能報(bào)警、綜合故障分析等（5）運(yùn)行管理功能。該功能主要體現(xiàn)在源維護(hù)、權(quán)限管理、設(shè)備管理等方面（6）輔助應(yīng)用功能，包括視頻監(jiān)控、安全防護(hù)、環(huán)境監(jiān)控、火災(zāi)報(bào)警等，實(shí)現(xiàn)重要設(shè)備運(yùn)行前后的圖像確認(rèn)。

4智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

4.1設(shè)備配置

假設(shè)智能變電站電壓等級(jí)為220kV及以上，高壓間隔可采用雙套保護(hù)，也可采用單套測控，相應(yīng)工藝層配置雙套合并單元和雙套智能終端；主變可配置雙套保護(hù)和單套測控，相應(yīng)高壓側(cè)可配置雙套智能終端和合并單元，配置中壓110kV側(cè)和低壓側(cè)，可配置雙套合并單元智能終端集成裝置；如果電壓等級(jí)為110kV，除配置過程中的主要變化外，*使用單套保護(hù)測控集成裝置和單套合并單元智能終端集成裝置；如果電壓等級(jí)為35kV及以下，配置過程中的間隔除主要變化外，可考慮使用單套保護(hù)測控測量三合一裝置，安裝在相應(yīng)的開關(guān)柜內(nèi)。在此配置過程中，過程層和站控層構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)均可采用雙網(wǎng)冗余星形結(jié)構(gòu)。在實(shí)際工程中，應(yīng)在充分滿足系統(tǒng)性能要求的基礎(chǔ)上簡化變電站設(shè)備配置，以降低設(shè)備投資和故障率。

5安科瑞Acrel-1000變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

5.1方案綜述

Acrel-1000變電站綜合自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)由站控層和間隔層二層設(shè)備組成，通過分層和開放式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接。站控層設(shè)備包括監(jiān)控主機(jī)，提供站內(nèi)運(yùn)行的人機(jī)接觸界面，實(shí)現(xiàn)管理和控制間隔層設(shè)備，形成全站監(jiān)控，與遠(yuǎn)程監(jiān)控、調(diào)度通信；間隔層由多個(gè)二次子系統(tǒng)組成，在站控層和站控層網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)仍能獨(dú)立完成間隔層設(shè)備的現(xiàn)場監(jiān)控功能。

根據(jù)工程具體情況，設(shè)計(jì)方案可靠性高，人機(jī)界面易于擴(kuò)展和友好，性價(jià)比*。監(jiān)控系統(tǒng)由站控層和間隔層組成，采用分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，站控層網(wǎng)絡(luò)采用TCP/IP協(xié)議以太網(wǎng)。站控層網(wǎng)絡(luò)采用單網(wǎng)雙機(jī)熱備配置。

5.2應(yīng)用場所：

適用于公共建筑、工業(yè)建筑、住宅建筑等行業(yè)35kV以下電壓等級(jí)的用戶端配電、用電系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控管理。

5.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

5.4系統(tǒng)功能

實(shí)時(shí)監(jiān)控；報(bào)警處理；調(diào)整和控制；用戶權(quán)限管理；

6系統(tǒng)硬件配置

7結(jié)語

綜上所述，智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)具有全數(shù)字、高智能、高集成、全景數(shù)據(jù)顯示等顯著特點(diǎn)。隨著智能變電站技術(shù)的發(fā)展，其智能特性不斷深化，實(shí)現(xiàn)智能調(diào)節(jié)、自動(dòng)控制、在線分析決策、協(xié)作互動(dòng)等功能，提高變電站運(yùn)維管理水平和質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]楊樹興.智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)分析[J].數(shù)碼設(shè)計(jì),2018,7 (01):205+207.

[2]王月強(qiáng).自動(dòng)化系統(tǒng)在智能變電站中的應(yīng)用分析[J].自動(dòng)化應(yīng)用,2016(12):110-112.

[3]王莉,韓海山.智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2017(04):214.

[4]吳華.簡析智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)．

[5]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊2022.05版．