摘要：随着我国科技的快速发展，电力行业的发展速度也越来越快，并且逐渐朝着数字化、智能化的方向发展。智能变电站电气二次设计的结果会影响到变电站的整个运行情况，比如智能化变电站电气二次设计存在质量问题会影响到变电站的使用安全性能，影响变电站的经济效益。在智能变电站建设的过程当中一次设备与二次设备是非常主要的设备。并且一次设备与二次设备必须都使用智能化设备。智能化变电站电气二次设计的质量会影响到变电站的运行可靠性。
关键词：智能变电站；二次系统；网络模型；可靠性评估
引言
就目前的情况来看，电力工程一次系统与二次系统之间有着非常密切的联系，并且随着我国电力系统的不断扩大，因为电力二次系统运行过程当中存在的问题而导致一次系统运行出现故障的情况逐渐增多，所以必须有效地提升电力工程二次系统运行的可靠性。智能化变电站在电力工程一次系统与二次系统运行的过程当中起到了枢纽的作用，所以，在智能化变电站运行的过程当中，加强对电力工程二次系统的研究，能够有效地提高电力工程运行的工作效率，保证电力工程的稳定运行。本文首先分析了智能化变电站二次系统的构造，对智能化变电站二次系统可靠性运行进行了分析。
1 智能变电站二次系统介绍
1.1 智能变电站二次系统结构
在对智能变电站进行建设的过程当中，经常使用35～500kV等级的电压，所以在对变电站电气二次设计的过程当中需要通IEC61850进行有效的结合，这样可以有效的保障电气二次设计的合理性。通常情况下，智能变电站系统的结构主要是由站控层、间隔层、过程层组成，这设计的过程中，经常使用IEC61850-8-1的方式对间隔层、过程层的信息进行转换，并且将以太网作为连接的媒介，在间隔层电气设备之间主要使用GOOSE通信协议进行信息的交换，这样可以有效地提升变电站系统的防误闭锁能力，防止误闭锁事件的出现，过程层设备之间的信息在进行转换的时候，主要使用以太网作为媒介，使用的通信协议是IEC61850-9-2，这样可以有效地保证信息能够传递到间隔保护层以及相关的控制设备。
1.2 智能变电站设备
智能变电站主要指的是对变电站信息进行收集、传输以及处理的过程，智能变电站在运行的过程当中主要使用智能设备以及相关的技术，有效的实现变电站智能运行。同传统的变电站相比，智能变电站具有智能化、一体化、运行管理自动化等优势。在建设智能变电站的过程当中，智能化一次设备、二次设备是主要的核心设备，并且这些设备在施工的过程当中都具有特殊功能的通信接口，这样可以有效地方便各设备之间进行信息交换，比如设备的控制命令、运行状态、相关参数等。此外，智能变电站智能设备还具有一定的自我检测能力，可以随时对设备进行自我检测，并且将检测数据传输到自动化系统，经过自动化系统对数据进行分析处理之后，能够自动的判断设备是否需要检修。综上所述，智能变电站的建设是电网建设过程当中技术的突破，特别是在现代化设备应用的过程当中，比如电子设备、智能传感器等，这样就使变电站具有了现代化的气息。智能变电站的建设不仅有效地提升了信息的交流速度，而且还提高设备的检修，有效地保证设备的运行状态。
2 智能变电站二次系统可靠性分析
智能化变电站二次系统的可靠性运行主要是由二次设备来实现的，智能化变电站二次设备主要是完成变电站的基本功能，并且各层次与各设备之间主要是通过高速的以太网来进行数据传输，所以，在智能变电站当中高速以太网就成为了主要的神经中枢。主要指的是智能的网络系统能沟通硬件设备共同完成变电站功能的实现，这样做可以有效的保证智能变电站二次系统运行的可靠性。
2.1 节点可靠性模型
智能化变电站二次系统当中的智能设备或者是子系统当中的智能设备都可以作为网络模型当中的节点，并且在系统节点网络模型当中，其节点的可靠性指数主要是用A来表示，具体的模型公式如下：
在节点可靠性模型公式当中，表示系统故障率为λ，μ主要标示系统的修复率，MTTR主要代表的是系统平均的修复时间，MTTF主要标是智能变电站二次系统运行的时间。在智能变电站二次设备运行的过程当中，每一个元件的可靠性对于整个变电站系统来讲都是不一样的，αi主要表示某一个元件的失效或者是某一元件停止运行之后对于智能变电站二次系统的影响，确定某一元件对于整个智能变电站二次系统的重要程度过程如下：（1）需要建立一个以智能变电站二次系统可靠性作为最基本目标层的数据分析模型；（2）需要建立一个完善的数据判断矩阵，对于得到的数据进行相应的检验；（3）可以使用特征值计算方法来对某一元件的重要程度进行计算。通过计算可以有效地得出智能变电站二次系统运行过程当中设备的失效率、自我修复的概率以及该设备对于智能变电站二次系统的重要程度，具体的计算公式如下：
通过合理的计算我们就可以得出智能变电站二次系统运行过程当中各个设备对于系统的重要性。
2.2 通信回路可靠性模型
在智能变电站二次系统中，基础的通信回路是连接变电站内各个基础组成部分以及变电站和控制中心的必要环节，保证基础信息交流的通畅性。决定通信网络的可靠性能的因素很多，其中最主要的是通信回路和数据有效传输，要保证在规定化的基础条件内，形成制定的服务和要求。对于通信回路的可靠性可以表示为E=A•D，在公式中，E表示整体系统的效能；A表示基本可用性，即设备的良好状态；D表示基本可信度，即任务基本成功。
2.3 支路可靠性模型
智能变电站中，通信网络作为桥梁联系变电站内部各部分之间、变电站与调度控制中心之间，使其相互交换数据，其可作为二次系统网络模型中的支路部分。通信网络的可靠性不仅与通信链路的可靠度相关，同时与数据传输的可靠性（可由传输数据的误码率表示），即所传输的数据的可信性也密切相关。现代质量观念认为，系统效能是系统在规定的条件下满足给定定量特征和服务要求的能力。效能评价法是20世纪60年代美国工业界WSEIAC（武器系统效能咨询委员会）提出的用来评价武器系统效能的方法，系统的整体效能是系统可用性和可信性的综合反映，一般可以表示为：
式中，E为系统效能；A为可用性；D为可信性。可用性A表示战备完好，即系统在任一随机时刻需要开始执行任务时，处于工作或可使用状态的程度，亦即系统“开则能动”的能力。它是系统可靠性R和维修性M的函数，即A=（fR，M）。可信性D表示任务成功，是指系统在任务开始时可用性给定的情况下，在规定的任务剖面中的任一随机时刻，能够使用且能完成规定功能的能力，即系统“动则成功”的能力。
结束语
综上所述，随着我国经济的快速发展、科学技术的不断进步，数据以及信息化技术逐渐主导我们的日常生活，智能电网也成为人们日常生活中不可缺少的部分，而智能电网的主要构成部分就是智能化变电站的建设，是对智能化技术发展的最基本支撑。加强对智能化变电站二次系统可靠性的分析，能够有效地保证智能化变电站的运行效果，实现资源的有效利用，这对于有效的提升智能化变电站二次系统的设计有着非常重要的保障。总之，只有不断强化智能变电站二次系统的相关技术，就能够有效地满足时代发展的要求，促进电力行业的快速发展。
参考文献：
[1] 周立龙，王晓茹. 贝叶斯网络在数字化变电站信息传输可靠性研究中的应用[J]. 南方电网技术，2010（6）：70-73.
论文作者:何召慧
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/8
标签：变电站论文; 系统论文; 智能论文; 设备论文; 可靠性论文; 过程论文; 有效地论文; 《电力设备》2017年第30期论文;