摘要：随着智能变电站的不断发展，对电网的可靠性及经济性的需求也日益增加，对智能变电站过程层应用技术研究显得尤为重要。目前，很多相关技术人员均把目光集在智能变电站的数据传输技术要求的研究和智能终端技术的研究上。本文主要在结合我国智能变电站具体运营情况的基础上，对智能变电站过程层应用技术要点进行分析。
关键词：智能变电站；过程层；技术应用
1、变电站过程层的概述
智能变电站是当前电力系统发展的一大产物，它是随着科技的发展从而实现变电站的智能化和自动化。可以有效的实现信息的数字化，并且具备一定的采集信息、处理数据信息的能力，实现信息共享。智能变电站由站控层、间隔层和过程层三层结构。而过程层位于整个自动化系统的最底层，主要由变压器、断路器、隔离开关以及电流电压互感器等一次设备和各种智能组件构成的电子装置。其主要职能是对整个设备进行监测，并执行相关的操作命令。过程层是三层中与一次设备连接最为密切的，因此它的运行状态也直接影响到整个变电站运行的稳定性。
2、智能变电站过程层的技术要求
2.1数据采集的要求
数据采集是智能变电站运行的最基本点，通过对数据的采集才能发现用电量的变化情况，智能设备才能根据数据的变化做出相应的处理操作。合并单元的作用主要是对采集的数据进行相关的处理，并且通过汇集相关的原件数据来获得电力系统电量参数的最大值，并且将这些数据传输给继电保护设备，继电保护设备可以根据相关数据对相应的设备进行断电保护，防止相关的原件因为电压或者电流的瞬时最大值受到损坏。在智能变电站中，合并单元的重要性与继电保护装置类似，因此相关的合并单元要能实时的正常运行，并且要具有较高的抗电磁干扰和抗恶劣天气的能力。数据采集有网络采样和点对点采样两种方式。第一种网络采样方式，通过光纤组网的方式接入到过程层交换机，则保护、测控、计量等设备则通过过程层的交换机获取数据信息。数据网采方式可以实现数据采集的实时性和共享性，使数据采集和传输的时间大大缩短，信息处理的速度不断提升，加快了对于数据的响应能力，但是它也有弱点，当网络发生问题时候，不能可靠动作。第二种点对点采样方式，保护、计量设备通过光纤直连合并单元进行数据采集，测量设备仍通过过程层交换机采集网络上数据。点对点数据采集方式可以最大程度地保证保护及计量等设备采集的数据的有效性，可以让保护设备及时可靠地跳开故障线路，可以让计量设备测量出最精确的电能。目前，在工程实际应用中，国网主推保护、计量设备采用点对点方式进行数据采集，保证变电站运行的可靠性及经济性。
2.2智能终端设计要求
在智能变电站中，智能终端主要负责采集传输信息并执行命令，其地位也是非常重要的。智能终端也可称为智能组件，其通过电缆与外部机构相连，通过光缆与保护设备相连，当发生故障时，及时将故障信息传输给保护设备，经保护设备判断后执行跳闸命令。因智能终端在智能变电站的重要性，智能终端尽量安装在防护等级高、密闭性好、温度可控的智能控制柜内。如果智能终端安装在户外的话，对智能控制柜的防护等级要求更高，以确保其可以准确采集信息，可靠执行命令。智能终端在实际应用中需要注意以下几点：①保证智能终端的实时性，智能终端与其他设备间连接，尽量减少中间环节，如目前有些智能站在智能控制柜内取消光纤配线架，采用分支式预制光缆，直接插到智能终端上，减少1个光配架的环节，提高其实时性；②智能终端执行COOSE命令需要具备记录功能，将接收命令时间、命令来源及跳闸方式记录下来，并上送监控后台，以便变电站的检修人员和值班人员及时查看信息；③智能终端需要具备将模拟信息转化成数字信息的功能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆智能终端设计的合理性是确保智能变电站过程层应用技术得到发挥的重要前提，相关设备生产厂家需要加强研发，供电公司需要加强对其的管理，最大程度地降低智能终端问题几率，为智能变电技术的应用创造更好的条件。
3、过程层方案设计
过程层组网的建设和设计是非常重要的，直接影响到了整个的工作情况，而且还有很多的方式方法，主要分为几种。过程层的组网是连接间隔层设备以及过程层设备的中间网络，过程层上传输的数据有传输采样值、GOOSE、IEEE1588精密时钟协议同步报文。线路连接方式有总线型、环形以及星形，但是总线型网络传输速度太慢，容易延时出现故障；环形则是投资成比较高昂而且有较高的概率出现网络风暴的问题困扰；所以说星形连接基本上已经是完美的解决方案，它解决了其他网络在别的问题上的问题，也就等于加速了网络速度的，让安全性更加的具有保障性。过程层的组网设计有常规互感器方案，它是以220kV线路保护为例进行设计的。有电子式互感器直采直跳方案，是以220kV线路保护以及变压器为例进行设计的。还有一种是过程层的三网合一技术，它主要是以变压器保护为例进行设计的，本文主要论述这一种方案的设计，三网合一技术主要是将传输采样值、GOOSE、IEEE1588精密时钟协议同步报文三种技术合一，极大程度的实现信息共享，节省电缆线路的使用，但是这种方案基于网络技术的要求性极高，技术难度比较大，所以一定程度上存在着质疑。不过在此基础上基于IEC62439标准的PRP冗余技术得到广泛的关注，该方案的可操作性极高，并且网络的冗余切换是无缝的，可以极大的提高网络通信系统的可用度，应用前景十分的广泛。三网合一技术也得到过相应的技术测试，可行性也是非常的高，备受关注。智能变电站即一次设备的智能化、数字化，二次设备的集成网络化，将数据和信息集中化采集，使得整个线路的数据采集与配送实现智能化的统一采集与配送，实现信息的快速共享与交流。
4、智能化变电站过程层应用技术
4.1常规互感器技术
在该设计方案中，以220kV线路保护为例，通过常规互感器从而加装、采集单元以实现采样值的数字化。配置好现场采集单元，处理好互感器输出的模拟量最终按FT3格式输出，然后在采用光纤的方式接入合并单元。整个方案系统是基于IEC61850标准，从而以达到不经过交换机而直接采样的效果，该种设计方案可以直接经过GOOSE跳断路器，断路器的失灵、重合闸也可以通过GOOSE玩了过方式直接启动。
4.2电子式互感器直采直跳技术
该种方案也是以220kV线路保护为例，但是与常规互感器方案不同，该方案采用的是电子式互感器，因此不需要采集单元，可以实现直采直跳的状态。即过程层采样值与GOOSE信息采用实现点对点传输。在整个方案中，继电保护的采样值是基于IEC61850-9标准GOOSE协议下进行的。
结语：智能变电站即一次设备的智能化、数字化，二次设备的集成网络化，将数据和信息集中化采集，使得整个线路的数据采集与配送实现智能化的统一采集与配送，实现信息的快速共享与交流。智能变电站的建立与使用大大的改变了以往常规变电站中不能做到的部分，并且随着信息技术的快速发展，电力企业也应该紧紧跟随时代发展的步伐，积极改善电力设备不足的方面。
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论文作者:付昊,贾表光, 王元勋
论文发表刊物:《中国电业》2019年第13期
论文发表时间:2019/11/5
标签：变电站论文; 智能论文; 过程论文; 终端论文; 设备论文; 信息论文; 互感器论文; 《中国电业》2019年第13期论文;