关键词：智能变电站；继电保护；自动化
引言
在技术类型逐步更新的今天，智能电网已经成为全球范围内的主流应用技术方向， 尤其是在欧美地区形成了规模化的研究群体。智能电网的初衷是将各个区域中产生的风、光、电能进行集合，以此来形成一场电网事业发展的革命。而为了解决电力资源分布不均与，促进电能往环保方向发展，加快电力系统的改革，实现电网管控的自动化，必须深入研究如何建设更加稳定的智能变电站继电保护系统，对智能变电站继电保护自动化系统做出深入探讨，为确保其未来高效运行提供支持。
1.智能变电站相关概述
1.1智能变电站的架构体系
相对于传统变电站来说， 智能变电站在架构体系方面发生了较大的变化。 智能变电站采取的不再是常规站间隔和主控设备的方式，具体的逻辑架构采取的是三层两网络的方式，分别为：过程层、间隔层、站控层、过程层网络、站控层网络等。
1.2智能变电站所具有的优势
（1）智能变电站可以实现比较好的低碳环保效果。智能变电站建设中更多采用的是光纤电缆而非传统的电缆接线，同时会使用非常多的集成度高、耗能低的电子器件。另外，采用电子互感器来代替普通的充油式互感器，这样不但能够有效降低建设成本，同时也能够降低能源消耗，使得智能变电站实现比较好的低碳环保效果。（2）智能变电站可以实现比较好的交互性。智能变电站在对相应信息进行采集和分析后，不但能够使得这些信息进行内部共享， 同时也能实现信息和网内更加高级和更加复杂系统间的有效互动，通过智能电网之间的互动使得电网更加安全可靠的运行。（3）智能变电站具有非常高的可靠性。电力用户对于电能最主要的要求就是保证其可靠性，而智能变电站就具有非常高的可靠性，能够在满足客户基本要求的同时实现电网的高质量运行。另外，智能变电站具有管理以及故障检测方面的功能，这样就可以有效避免故障的产生，确保变电站处在良好的运行状态。
2.智能变电站继电保护系统
2.1智能变电站继电保护系统结构
基于智能变电站不同的采样与跳闸方式，可以将其分为以下几种较为典型的系统结构：① 直采直跳。这种模式主要是继电保护设备能够通过光纤直流的方式来实现跳闸与采样，但是大多存在于部分的电网支路中。② 网采直跳。所谓网采直跳主要是有 SC 和 GOOSE 两者共同或者独立形成的组网。③直采网跳。智能变电站继电保护系统的设备可以进行直接式的采样，然后经由 GOOSE 的方式来实现网络跳闸。④ 网采网跳。这种模式是打破了传统的采样与跳闸方式，而是将两者目标皆由 Goose 以及 SV 来完成，实现网络自动化的控制。
2.2智能变电站继电保护的元件
智能变电站继电保护系统中的构成元件主要会涉及到交换机、电子互感器、合并单元等。
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① 互感器方面，传统的模式是通过电磁互感器来实现，而现在则是使用电子互感器来进行替代。它具有测量准确、小巧轻便等特点，可以根据传感电源的差异将其分为无源型与有源型。② 合并单元则是实现过程层的信息传输，以接收时间的方式来标记电子互感器传输的信息，并将其转移到继电保护设备中，这样不仅精简了过去复杂的接线工作，也达到了节约成本的目的，并最终实现数据信息的网络共享。另外，交换机主要是将其作为智能以太网络的运行节点，在链路层中实现数据帧的交换。 在当前交换机设备以及相关技术逐步更新的背景下， 信息传递的效率在逐步提高，使得相互通信的效率也在不断的更新，确保了智能电网运作的稳定性。
3.智能变电站继电保护的自动化检测分析
（1）智能变电站继电保护自动化检测系统主要有“控制管理机”以及“检测执行装置”两部分：控制管理机主要包括几个模块，分别为：计划制定模块、过程监视模块、报告生成模块以及存储模块等等，这些模块可以实现如下几方面功能，分别为：设定检测任务并将其分配到检测执行装置、对于继电保护测试仪的输出情况进行控制、对于检测的过程进行监视、 对于检测执行装置所得结果实施接收和存储，并且按照所得结果自动形成检测报告等等；检测执行装置主要包括如下几部分，分别为：时钟模块、电源模块、 CPU 、 FPGA 、第一以太网接口、第二以太网接口、光以太网接口、光串口以及光 B 码对时接口等等。其中时钟模块连接 CPU 以及 FPGA ，而 CPU 和第一以太网接口、第二以太网接口进行依次连接， FPGA 连接光以太网接口、光串口以及光 B 码对时接口。其中第二以太网接口、光以太网接口、光串口以及光 B 码对时接口都属于检测执行装置， 这些部分都会和继电保护测试仪的端口进行连接，而第一以太网接口也作为检测执行装置和控制管理机连接端口以及控制管理机的以太网接口进行连接。（2）智能变电站继电保护自动化检测流程。 智能变电站继电保护自动化检测方式可以分成“自动检测模式”以及“手动检测模式”两种方式，其检测流程分别为：自动检测模式的流程：制定出相应的检测任务，并且选择出对应的检测项目形成检测任务列表；控制管理机对于相应内容进行调用，主要有：动态链接库内的控制接口函数、和检测项目对应的预先统一定义的 XML 格式参数文件等等，从而实现对继电保护测试仪的输出控制；检测执行装置会接收继电保护测试仪输出的全部报文； 检测执行装置会对接收到的报文进行相应的分析、处理，从而得到相应的检测结果，同时将所得结果发送到控制管理机当中；对于检测任务列表进行检查，明确是否存在没有完成的检测项目。 若是存在就需要进行重复检测，若是不存在就进行以下步骤；控制管理机对于检测结果进行存储，同时形成完整的检测报告。手动检测模式的流程：制定检测任务并确定相应的检测项目；选定一项检测项目并且手动配置和选定检测项目相应的XML 格式参数文件； 通过手动的方式控制继电保护测试仪，要根据相应的 XML 格式参数文件参数实施输出；检测执行装置接收继电保护测试仪所输出的相应报文，同时对其进行相应的分析处理，获得对应的检测结果，并且将所得检测结果传送到控制管理机；确定检测是否完成，若是没有完成就要重复上述步骤进行检测。
4.结束语
智能变电站在运行过程中必然需要大量的采集与存储相关信息，运行中产生的海量信息在安全与防护方面存在较大的挑战。如果不对其运作的环节做进一步的优化，在未来电网需求日益增强的情况下极为不利，因此，继电保护系统在可靠性方面的研究与分析显得更加重要。 在现今情况下，传统变电站继电保护系统无法适应发展迅速的智能变电站以及人们日常生活的需要，因此加强智能变电站继电保护自动化系统的研究，促进智能变电站电力系统运行的智能化、自动化。
参考文献:
[1]周星辰，吴天一 .220kV 智能变电站继电保护及自动化 [J]. 电子技术与软件工程， 2017 （18） .
[2]相世娟 .220kV 智能变电站自动化系统设计方案探讨 [J]. 经营管理者， 2015 （36）
论文作者:刘进华
论文发表刊物:《中国电业》2019年第21期
论文发表时间:2020/4/15
标签：变电站论文; 智能论文; 继电保护论文; 电网论文; 以太网论文; 接口论文; 互感器论文; 《中国电业》2019年第21期论文;