摘要：电力系统中,变电站是其中的核心模块,对于整个区域的供电安全起到了至关重要的作用。在电力工业的快速发展过程中,我国的计算机行业也融入其中,变电站实现了自动化技术的应用，电力稳定供应的需求也在日益提升,这对电力系统的自动化控制技术提出了更高的要求。在本文中,首先概述了智能变电站，其次对智能变电站自动化系统结构进行分析，最后对智能变电站自动化技术的应用做了简单的介绍，旨在为智能变电站自动化技术的应用做出研究。
关键词：自动化；智能变电站；系统；技术
引言
随着我国经济的快速发展，对电力资源需求量越来越大，对电力质量要求越来越高。变电站作为我国供电网络中的重要环节，担负着电能转换及电能重新分配的重要任务。目前，传统变电站主要采用人工抄表、测量记录及操作为主，效率较低。随着大容量机组的不断投运，加上大电网及超高压远距离输电网的出现，传统变电站已经无法满足发展需要。智能变电站中自动化技术的应用将促使变电站更加适应现代电力系统管理模式的需求，成为变电站重点发展项目。
1．智能变电站
智能变电站一般是采用三层两网的分布方式进行结构排布，三层由间隔层、过程层、站控层构成。间隔层包括保护装置、测控装置、安稳装置、交直流监控装置等设备，能够实现实时数据传输。过程层包括智能终端与合并单元等，主要实现电流、电压及非电量数据的测量以及断路器、隔离开关等一次设备状态的采集与分合闸的控制。站控层包括操作员站、远动装置、保信子站、安稳子站等，需要汇总全站的实时数据，在接受命令后实现人机相连，从而对过程层和间隔层进行在线监测与控制。而两网由站控层MMS网以及过程层GOOSE与SV网组成，站控层网采取双星型冗余结构，而过程层网则采取星型网络结构。
变电站作为电力系统的重要组成部分，不但需要变换电压等级，而且还要做好电能配送工作。整个变电站的系统从电能传输分配到系统测量和监视，再到故障的时候能够及时得到反馈。智能变电站系统作为综合性的数字化系统，由于科技的进步，让计算机技术和电子通信技术的处理受到更多的应用。这种功能性的组合升级和设备简化模式，提高了变电站的安全稳定程度，降低运行成本的同时，也提升了企业经济效益。
2．智能变电站自动化系统结构分析
2.1 过程层功能
首先，除有功、无功等电气量可以通过间隔层运算得出结果以外，主要的电流、电压等都需要进行实时的电气量检测。其次，设备在工作过程中诸如温度、压力等等参数都必须通过合并单元测量而实时地上送。再次，断路器、隔离开关等的位置状态，以及其对应的分合闸控制操作，都需要通过其相应的智能终端来实时地进行采集和控制。过程层中所采集到的数据通过GOOSE网及SV网上送到间隔层，与间隔层设备进行数据交互，从而实现一次设备与二次设备的采集与控制的过渡。
2.2 间隔层功能
智能变电站自动化系统的间隔层，主要的功能是有效的对间隔层相关设备和资源进行统计;有效保护和控制相应的设备，完成对本间隔的必要操作以及命令，将系统控制中心发出的数据采集与运算命令优先控制，实现智能变电站自动化系统过程层和站控层之间的高速通信;有效提高智能变电站自动化系统网络的可靠性。智能变电站的每一层功能都有自己的作用，变电站间隔过程中产生的实时数据能够将信息汇总，完成一次设备的保护控制。另外，在控制间隔操作的锁止功能中对数据采集与整理进行优先控制，起到了十分重要的过渡效果。
2.3 站控层功能
站控层的主要任务就是对信息进行宏观调控，保证各种数据在整体结构中的正常通信并运作，此外还有监管的功能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆站控层的信息来源于通过两级高速网络汇总全站的实时数据信息，必须及时进行信息的更新，传达准确的信息，从而将相关控制指令传达给各个层次。同时，其具备的站层内部监控和人机连接的作用，能够显示、操作、打印、报警且具有影响和声音，能够实时准确的对其它层次设备进行维护和检修。
3．智能变电站自动化技术的应用
3.1 集中处理数据信息与调控命令
变电站的数字化建设时使用的网络构架主要是集中分散式的结构，此结构使用的运算分析核心是采取可以运行IEC61850标准的的站控层设备。另外，该结构还需要符合IEC61850标准的间隔层IED设备与过程层的MU合并单元、智能终端等的数据信息的进行通信、共享。在变电站中针对那些220kV及110kV高压进出线及主变等可以运行IEC61850通信标准的一套或几套的保护、集中式测控及各组依据冗余模式来组网配置的记录装置，构建起完整的以IEC61850标准为基础的自动化的智能变电站。对于35kV及以下的中低压单元，由于基本采用室内开关柜形式，因此可以在开关柜中分布装设满足IEC61850标准的间隔层IED电子设备，分散采集开关柜中的相关数据信息，且要进行统一的通信网络规定，将设备与站控层进行及时有效的通信交流，保证完成智能网络化的远程操控、保护和测控等功能。
3.2 模拟系统在智能变电站的应用
在我国的电网的建设中，变电工程正在逐渐向智能化和信息化迈进，呈现出自动化的特征。当前我国的电力行业还处在基础阶段，未来的发展还需要不断革新。动态仿真系统能够对智能变电站的故障进行演练或者进行仿真模拟，从而对设备充分进行保护，无论是线路还是变压器都能够得到有效监控，让风险降低。电气自动化的驱动技术能够在最大程度上实现电力的稳定发展，让电力科研人员将同步实验成为可能。只有精确的数据才能够为稳定系统提供强有力的依据，增强仿真实验的精确度，科研人员在仿真的模式下进行电力的测试，更容易发现问题并且及时解决，创建混合型的电力仿真实验室。
3.3 分散式设计结构的应用
随着计算机技术、通信技术的不断发展完善，分散式结构设计是继集中式结构设计的一个大进步。在分散式结构的设计中，将变电站中各种输入输出单元元件安装在中低压开关柜中，或者安装在高压一次设备附近，单元部件能够实现保护和监控的双重功能，可以有效的对现场单元部件进行继电保护和安全监控，其中信息通信的方式基本都是通过网络RJ45通信接口进行连接通信的。随着网络技术的不断完善，在分散式结构中逐渐加大了网络技术的应用力度，比如更多的通过光纤进行连接，降低干扰，使得变电站的自动控制更加完善同步。对于分散式结构的自动化控制系统，随着科学技术的不断发展，更是将遥测、遥信、采集与处理、遥控命令执行和继电保护功能集中体现在现场的单元部件上，在工作中单元部件将信息数据通过网络传输到监控后台主计算机上，此时监控后台主计算机则会对变电站内的工作进行自动处理控制。总体上来说，这种结构设计方式对主控制室的要求不那么苛刻，能够有效的降低主控制室的面积，大大的降低了检修工作的难度，减小了工程造价以及工程难度，并且在工作中，使变电站运行的安全性更高、稳定性更好、工作性更强。
结束语
从上研究可以看出，传统的变电站不足以满足如今的要求，在网络快速发展的今天，智能变电站自动化技术应用和发展迫在眉睫，必须将其广泛应用提上日程，其应用能够有效提高变电站工作效率的同时保证工作质量，还能节约资源和成本，一举多得。因此，将智能变电站进行推广和发展对未来有深远的影响。未来智能化、数字化还会不断发展，智能变电站将光电互感器、智能化集成开关和智能变压器等智能化设备不断应用在其中，最终实现信息的完全共享和各层次间的无缝通讯。
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论文作者:何雄辉
论文发表刊物:《基层建设》2018年第28期
论文发表时间:2018/11/17
标签：变电站论文; 智能论文; 间隔论文; 设备论文; 结构论文; 数据论文; 技术论文; 《基层建设》2018年第28期论文;