摘要：为适应智能电网的发展要求，有必要认真思考探索新型智能变电站自动化系统体系架构，促进智能变电站技术的进一步发展。本文就智能变电站自动化系统新方案进行讨论。
关键词：智能变电站；自动化系统；新方案
引言：变电站是电力网络的节点，变电站的智能化运行是实现智能电网的基础环节之一。２０１０年至今，智能变电站经历试点建设，进入推广阶段。目前智能变电站技术方案日臻成熟，技术标准不断完善，关键研制成果显著。自动化系统的网络冗余方式通常采用基于双星形独立子网的冗余通信，实现方式较灵活，硬件要求低，但标准化程度低，应用层处理复杂，难以实现无缝切换，亟待研究采用新的标准化网络冗余方式。
1体系架构概述
本文探讨了一种新型变电站自动化系统实现方案，其将线路间隔的部分间隔层设备和过程层设备进行了纵向集成整合，系统网络采用并行冗余协议（ＰＲＰ）实现双网，监控功能实现面向服务统一设计。该方案可以减少功能实现环节和虚端子数量，提升网络冗余性能和变电站对各级调控主站的支撑能力。间隔层和过程层功能进一步集成优化的显著优点是可以减少设备数量、功能实现环节、配置工作量以及保护、自动化专业的功能耦合，这些都会显著地提高系统可靠性、快速性、易维护性。ＰＲＰ是国际标准的网络冗余协议，可以实现双网信息的无缝切换，提高设备冗余实现的标准化和互操作性，保证智能变电站信息的实时传输，提升系统的安全可靠性。站控层设备是面向主站提供支撑服务的关键设备，与调控主站整体采用面向服务的体系架构（ＳＯＡ），基于智能电网调度控制系统的底层平台技术，可以解决信息交互手段匮乏、应用协同困难问题，有效提高变电站对主站的支撑能力。
2智能变电站自动化系统新方案的探讨
2.1纵向集成的间隔设备
纵向集成的间隔设备是将线路、母联等间隔的过程层合并单元、智能终端功能和间隔层保护、测控功能进行集成，在一套装置中实现采集、保护逻辑或测控计算、出口输出。该装置通过制造报文规范间隔层和过程层功能进一步集成优化的显著优点是可以减少设备数量、功能实现环节、配置工作量以及保护、自动化专业的功能耦合，这些都会显著地提高系统可靠性、快速性、易维护性。ＰＲＰ是国际标准的网络冗余协议，可以实现双网信息的无缝切换，提高设备冗余实现的标准化和互操作性，保证智能变电站信息的实时传输，提升系统的安全可靠性。站控层设备是面向主站提供支撑服务的关键设备，与调控主站整体采用面向服务的体系架构（ＳＯＡ），基于智能电网调度控制系统的底层平台技术，可以解决信息交互手段匮乏、应用协同困难问题，有效提高变电站对主站的支撑能力。
2.2纵向集成的间隔设备
纵向集成的间隔设备是将线路、母联等间隔的过程层合并单元、智能终端功能和间隔层保护、测控功能进行集成，在一套装置中实现采集、保护逻辑或测控计算、出口输出。该装置通过制造报文规范２２０ｋＶ及以上的高压线路间隔一般要求保护、测控在不同装置中实现。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆可以将保护、测控功能进行解耦，分别研制新型多功能保护装置和多功能测控装置。新型保护装置集成保护相关的合并单元和智能终端功能，测控装置集成自动化相关过程层功能。如此可以实现保护、测控功能解耦，便于运行维护管理。
2.3并行冗余的通信网络
ＰＲＰ是ＡＢＢ公司首先提出，ＩＥＣ６２４３９－３规定它的实现方式，其使用遵从ＰＲＰ的双连接节点（ＤＡＮＰ）执行冗余。ＰＲＰ的网络冗余是在链路层实现，可以实现双网的无缝切换，同时易于实现标准化，利于不同厂家设备的互操作。ＩＥＣ６１８５０第２版核心标准和技术报告都推荐采用ＰＲＰ实现双星形网冗余，ＡＢＢ、西门子等国际知名公司已经进行了多次互操作试验。
2.4面向服务的监控功能
（1）面向服务的监控功能统一设计了标准化的底层平台，改变以往调度与变电站系统的单一性交互手段，设计了各种交互服务，并采用面向服务的广域服务总线，实现纵向的服务灵活调用和信息互联互通，为调度与变电站系统的各类分布式应用协同提供了支撑，提高了调度与变电站的标准化、一体化和互动化水平。在此架构基础上，对目前智能变电站的应用功能进行分析和总结，按照分布式一体化原则来设计和开发面向服务的变电站应用功能，实现调度与变电站之间广域协同的分布式一体化应用。系统架构具有良好的动态可伸缩性，既有能力支撑已有的应用，也可以方便地支撑新的业务功能，适应未来发展的新需求。系统底层采用智能电网调度控制系统的平台技术，在变电站建立与调度统一标准、统一技术的统一平台，包括通信总线、历史数据库、实时数据库、基于文件的数据存储与管理、数据统一访问接口、系统管理、权限管理、模型管理、人机界面、安全防护等模块。
（2）基本应用模块是系统完成基本监控功能的一些应用模块，包含数据采集、数据采集与监控（ＳＣＡＤＡ）处理、远动通信等模块。分布式应用实现对系统采集的各类数据进行综合分析处理以及完成高级控制功能，并通过交互服务与调度主站进行信息交换，实现调度与变电站两级分布式应用功能。系统面向调度与变电站之间的信息按需共享和分布式应用信息交互需求，建立了面向调度的变电站各类支撑交互服务，包括状态估计服务、顺序控制服务、智能告警服务、远程画面浏览服务、模型服务、历史数据查询服务、安全认证服务等，支撑调度主站全网状态估计、综合智能告警、远方顺序控制、远程浏览、历史数据查询等应用功能，为调度与变电站的广域应用协同奠定技术基础，支撑调度主站对变电站的全景观测。
总结：任何新技术的应用都会面对新的问题，智能变电站就是在不断应用新技术、解决新问题的过程中发展。本文面向智能电网发展需求，提出了智能变电站自动化系统纵向集成的间隔设备、并行冗余的通信网络、面向服务的监控功能等新技术，希望为未来智能变电站系统研究、设计、开发与建设提供参考。
参考文献：
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[2]刘竹君.关于智能变电站综合自动化系统高级应用方案的探讨[J].中国电业（技术版），2012，（08）：42-44.
[3]晁东东.智能变电站自动化系统建设方案探讨[J].电子世界，2013，（18）：66-67.
论文作者:吴同瑞
论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/4
标签：变电站论文; 智能论文; 功能论文; 冗余论文; 间隔论文; 设备论文; 系统论文; 《电力设备》2017年第32期论文;