摘要：电能作为人们生产生活中的重要能源，如何确保配电的稳定性与安全性是电力工程发展中需要研究的重要课题。要想提高电力系统的运行效率，为用户提供安全、稳定的电能，需要对变电站的设备与技术进行创新，从而应对社会逐渐增加的用电需求。变电站作为电力系统的重要组成部分，自动化、智能化发展是其重要的趋势。文章主要针对智能变电站自动化系统的结构以及工程调试技术展开分析。
关键词：智能变电站；自动化系统；工程调试技术
智能变电站是目前电力系统发展的重要方向，主要是通过应用先进的智能化设备、数字化技术以及通讯网络等科学技术，实现信息的自动采集、检测以及控制等功能，在维护供电稳定性与安全性、推动城市发展中起到了重要的作用[1]。在配电网络运行过程中，智能变电站起到了重要的作用；若智能配电站出现运转失灵，很可能导致电力系统故障的出现。因此需要对智能变电站自动化系统的结构以及工程调试技术进行进一步的研究。
一、智能变电站自动化系统的应用价值
智能变电站自动化系统的应用主要是为了确保系统运行过程的供电能够满足用户的要求。而用户对供电的首要要求是确保用电的安全性。智能变电站自动化系统对用电安全性的评价主要是通过采集系统运行过程中平均故障时间与平均无故障时间等信息参数，对配电网络的安全性进行系统分析，与此同时，采用了各种评价指标对系统的可用度和效能进行评估，并采用了物理拓扑的方式对电力系统的安全性进行评估。
智能变电站的主要结构为各种电子器件，而电子器件的使用寿命有限，加上变电站的全天候工作，导致其故障曲线会随着使用时间的延长而发生变化，当在其正常使用时间内，故障率为常数，而随着使用时间的增加，设备老化现象加重，因此故障率也会逐渐升高[2]。目前我国220kV的智能变电站采取的是统一标准，均为智能一次设备与网络二次设备，主要是由全站数字化、网络化以及标准化构建的。本次研究主要针对220kV的智能变电站进行分析。
二、智能变电站自动化系统的结构
智能变电站自动化系统主要分为站控层、间隔层与过程层，其中站控层主要是由工作站、远动站与GPS系统组成，间隔层主要是由保护系统、测控系统与其他设备组成，过程层则由智能设备与电子传感器构成，下文主要针对这三部分进行分析。
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图1 智能变电站结构
1.站控层
前面介绍了站控层的主要设备为工作站、远动站与GPS系统，在目前的智能变电站中，控制主机与远动站设备通常采用双套配置，从而实现无人值班功能。因此，操作员工作站与工程师的工作台需要结合控制主机进行设置，以便达到一个工作台满足三方面控制的需求。自动化系统在应用过程中主要是利用通信网络实现数据共享[3]。因此在站控层建设中，需要确保三部分设备数据共享，才能够更好的实现智能控制。
2.间隔层
间隔层主要是由保护系统、测控系统与其他设备组成，其中保护系统与测控系统是核心部分。在自动化系统中，需要将这两个系统进行一体化配置，从而提高控制效果。在传统变电站中，保护系统与测控系统通常是分开的，这主要是这两个系统在功能需求、硬件处理能力、设备体积以及接线方式上有较大的不同。但是在自动化系统中，为了进一步提高系统的智能化水平，需要将两个系统进行一体化设计，主要是通过合并单元、智能终端达到开关量与模拟量的数字化，通过网络共享的方式获取数据，从而突破传统变电站的二次接线方式，能够解决设备体积与接线方面的问题。此外，通过独立设置不同功能的CPU，保护系统采用逻辑运算CPU，而测控系统采用遥测与数据处理CPU，从而独立两方的CPU，实现保护功能与遥测功能的一体化设计。
目前智能变电站都采用双重化线路保护设计，因此在保护、测控一体化设计中，也需要采用双套配置的方法。但是双套测控功能可能会导致数据处理更加复杂化。在一般的自动化系统中，数据采集之后需要对数据进行分类与组织，之后通过合适的方式进行处理，最后确定控制命令。但是双套测控装置中可能会产生冗余数据，因此需要鉴别冗余数据与非冗余数据。
双测控切换能够在集控端与站端进行切换，站端主要是由工作人员操控切换，而集控端则是由系统进行控制，需要根据系统的实际情况确定。在操作端发出控制命令之后，经过站控层的验证，根据映射关系确定命令源头，然后进行传输。
3.过程层
过程层主要是实现数据传输，在数据传输中需要尽可能减少网络延迟，确保变电站的运行效率，因此需要过滤数据，并对数据进行进一步的管理。目前智能变电站中主要是采取GMRP与VLAN等方式进行过滤，也可采用并行的方式过滤，主要是根据传输的实际情况选择，从而减少网络延迟与超荷载的情况发生。
为了避免网络攻击与病毒造成的影响，通常是采用端口流量控制，从而预防回路风暴的形成。多数情况下采取RSTP/STP的环网技术，能够避免频繁通信终端的情况，同时能够限制访问，确保访问数据的统一性与完整性。
三、智能变电站工程调试技术分析
1.调试基础
工程调试是指以自动化系统为目标，确保其运行功能的有效发挥。工程调试的主要对象为变电站一次设备，同时设备集成、调试分析提供技术都是其重要管理部分，为了确保智能变电站在实际运行过程中满足各方面的要求，减少运行故障的发生。
2.调试原则
工程调试原则是指智能变电站在工程调试过程中需要遵循的内容，对于工程调试工作具有重要的指导意义。工程调试原则主要集中在内涵与目的量哪方面。在实际调试工作中，工作人员若发现以此设备需要重新更新卑职，说明自动化系统的集成仍未充分完成，容易发生安全隐患。针对这一现象，工作人员需要对更新设备进行调试。在调试中，工作人员在对单独设备调试成功之后，还需要对系统整体进行再次调试。此外，工作人员在调试过程中原则上只能够修改设备的参数值，在调试工作的最后，需要对自动化系统各部分的软硬件配置的完整性与有效性进行检验，从而确保系统的运行效率。
3.现场调试
现场调试是工程调试的重点环节，在调试过程中，工作人员首先需要对现场条件进行判断，检查网络通讯状况与电力设备的使用状况，在满足调试的标准下才能够进行调试。在检查过程中，工作人员需要严格按照相关部门的标准对系统内的软硬件进行检测，检测结果需要符合相关标准之后才能够应用；工作人员在检查过程中还需要对现场设备的规格与调度文件进行核查，重视站控层设备与数据库的检查，对于老旧设备应该及时更换。在此基础上，工作人员在重新安装设备之后，需要重新配置系统的各功能界面，在现场调试中确定各功能的有效性之后才能够结束调试工作。
结束语
随着现代社会的不断发展，人们对电力的需求不断增加。电力系统智能化、自动化发展是其重要的发展趋势，智能变电站在电力系统中的建设数量不断增加。因此需要深入分析其组成结构，并优化系统工程调试技术，才能够推动智能变电站的不断发展，为社会发展提供支持，实现电力行业的可持续发展。
参考文献：
[1]冯先正，黄忠胜，李红军等.智能变电站自动化系统异常现象及处理[J].农村电气化，2018，12（1）：44-46.
[2]孙望，郝刚刚，严双喜等.智能变电站自动化系统网络结构优化研究[J].电子世界，2018，32（22）：102.
[3]张培.浅谈智能变电站自动化系统的结构及其工程调试技术[J].商品与质量，2018，12（13）：249.
论文作者:刘明忠
论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期
论文发表时间:2020/4/13
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