摘要：变电站是电网中最为重要的一部分，智能化技术和数字化技术的不断发展，使智能化变电站作为代表智能电网得到不断普及。由于智能变电站的技术具有复杂性和运行高风险性，对智能变电站进行及时在线状态监测是变电站安全稳定运行的保障之一。本文就对智能变电站自动化在线监测系统的设计进行深入探讨。
关键词：智能；变电站；在线监测；设计
电力是现代社会生产生活中不可或缺的基础行业，随着我国社会经济的快速发展，在迅速积累物质财富的同时，社会的生产生活万式也得到巨大的改变。在人们的日常生活的衣食住行中，以汽车为代表的交通工具、家用电器、照明用具、电子终端产品等等电子电器化生活用品的出现：在工业生产中大规模、大功率、高度集成的电子电器化和自动化的现代化生产设备：如此种种都对电力供应的规模、功率以及综合性能提出了更高的要求。从过去的电力技术的规模化到如今的集成化、智能化发展趋势，智能电网己经成为了电力技术的发展新动向，立足于新希通讯技术、传感器技术、控制技术的日趋成熟，智能化己经完全覆盖了从发电、输电、变电、配电、储电以及用电的整个电力供应流程，实现了高效、安全和协调兼容的电力控制的特点。在电力管理中，变电站是保障电网运行的关键环节，由于变电站操控的技术复杂性和高风险性，对变电站的状态监控成为了确保变电站安全稳定运行的技术保障，对于技术集成程度更高的智能化变电站，进行实时性和跟随性更好的在线状态监测，己经成为了智能变电站控制技术的主要技术手段。
1、智能变电站控制系统的架构与优化
智能变电站系统要求具有较高的集成性，在传统智能变电站自动化控制系统的基础上通过将线路间隔的部分间隔层设备与过程层设备进行纵向整合，用以简化、优化设备之间的通信层级，提高设备的控制效率。对智能变电站的网络架构构建冗余层采用双网控制模式，用以有效的提高智能变电站监控、控制的稳定性与可靠性，并对智能变电站的监控功能采用面向服务的统一设计。在具体的设计中将对功能实现环节和虚端子数量进行优化，简化层级并降低功能实现环节和虚端子的数量，用以使得网络冗余性和变电站对各级调控主站的支撑能力得到大幅的提升。在新型的智能变电站自动化架构中，通过提高智能变电站自动化控制系统间隔层和过程层功能的集成度将能够使得智能变电站自动化控制的设备数量、功能实现环节以及配置工作量等得到大幅度的降低和简化，从而使得智能变电站自动化系统的可靠性和可维护性得到较大幅度的提高。优化后的智能变电站自动化所采用的PRP协议能够实现双网信息的无缝切换以使得双网通信能够更快、更好的实现。智能变电站中的站控设备层主要用以对主站提供支撑服务，与调控主站相配合共同构建起面向服务的体系架构SOA，用以使得智能变电站自动化系统对于主站具有良好的支撑能力。智能变电站自动化的集成优化中所采用的纵向间隔主要是通过将智能集成优化将间隔层保护、测控等功能在一套装置中加以实现，并对智能变电站自动化系统的测控计算、出口输出等进行保护。优化后的智能变电站自动化系统以“点对点”的网络传输方式实现信息的传输与信号控制，通过接收变电站其他设备的GOOSE控制报文进行出口控制，通过这一方式能够使得保护、测控功能实现环节得到更大的简化和优化，以使得就地保护速动性和可靠性的大幅提升。母线差动保护以“点对点”方式通过GOOSE或是SV报文和间隔纵向集成装置通信。在220kV智能变电站自动化系统中，需要对高压线路进行单独设置，其对于高压线路的测控和保护需要在不同的装置中加以实现，用以提高智能变电站自动化对高压线路保护、测控功能的解耦，在提高线路运行管理效率、稳定性的同时更加便于运行维护。
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2、在线监测系统功能单元模块设计
2.1综合监测单元
综合检测单元是在线监测装置和终端监测单元的数据交换的节点，可以汇集在线监测装置收集到的各种数据信息，并且根据IEC61850标准协议生成终端监测单元可以直接使用数据信息，然后，通过抽象通信服务接口提供模型访问、数据获取以及设置服务，完成数据下载和共享。综合监测单元支持监测数据的周期性上传，对于故障预警数据，使用缓存方式进行存储，而对于设备测量类数据，则采用非缓存方式进行存储。该功能主要通过抽象通信服务接口提供数据服务，通过设置报告控制模块的参数，控制智能变电站自动化在线监测系统的数据传输功能。此外，综合监测单元还可以下发控制、参数设置、数据汇总等操作命令，这些功能同样可以通过抽象通信服务接口提供控制、定值等功能来实现。
2.2终端检测单元
终端检测单元在智能变电站内，负责自动化在线监测系统的运行控制和数据采集，同时，完成对上层终端的数据信息传输。其功能具体包括:注册和管理智能变电站自动化在线监测系统和综合监测单元，对相应的参数进行有效配置;使用定时轮询的方式，对变电站内用电设备的运行状态信息，进行实时采集和监测;按照在线监测数据接入规范，建立标准化的数据库，并且将收集到的各种监测信息进行合理转换，并存储到数据库中，实现对智能变电站设备运行状态监测数据的集中管理和图形化展示;该系统拥有CAC功能，可以实现信息互联与共享，同时提供与站内信息一体化平台相交互的各种接口，可以实现对智能变电站内变压器以及断路器等设备运行状态监测数据的综合分析、故障诊断以及预警等功能。
3、智能变电站在线监测系统的发展方向及建议
智能变电站在线监测技术还处在发展阶段，还有一些不足之处。对此，提出以下建议：1）将在线监测技术广泛应用到电网设备中，提高对智能变电站中设备监测的有效性和准确性。只有提高智能变电站设备的实用性，才能使其得到良好的发展。2）将智能变电站在线监测技术与传统的监测技术进行融合，实现功能一体化，包括测量、计算、控制、检修、保护五大功能。将智能变电站的信息充分共享，设备之间可以建立良好的通信机制，使得设备运行更加可靠。3）进一步开发在线监测系统的综合分析功能，实现状态评价分析、设备寿命预估、故障及时诊断等高级应用功能。若要使变电站的智能化水平进行显著提高，则要对智能变电站在线监测系统的智能评估系统进行完善，提高评估系统的准确性，减少专业技术人员的工作量。4）在当今社会，智能变电站在线监测系统应该充分应用IEC61850标准，建立统一的模型，如服务器（Server）、逻辑设备（LD）、逻辑结点（LN）、数据（Data）。按照IEC61850标准进行建模，可以建立统一完善的智能变电站在线监测系统数据平台，可以大大提高变电站的智能化。5）智能化变电站在线监测系统对采集到的数据进行充分利用，包括监测断路器所需的断路器电流、监测容性设备所需的系统电压等。而监控主机可以根据存储在数据库中的相关内容进行数据统计，如报表统计等。可以对相关功能进行内容的丰富化，如系统所出的报表可以包含开关开合、保护动作的信息，还可包含更高级的设备状态信息等。这将有力地提高智能变电站自动化水平，节约智能变电站维护成本，提高电力系统综合效益。
4、总结
综上所述，本文设计的智能变电站自动化在线监控系统，基于IEC61850标准协议，采用先进的通信和自动化技术，以及分层分布式设计结构，实现了对智能变电站各个设备的实时监控，对设备在运行过程中可能出现的故障进行预警，具有较强的适用性和安全性。伴随着我国智能电网建设的快速发展，智能变电站自动化在线监测系统的应用越来越普遍，其发挥的作用也越来越重要。
参考文献:
［1］王旭辉．智能变电站建设迈向标准化［N］．中国能源报，2017-08-22(017)．
［2］刘巍，赵勇．智能变电站继电保护装置一键式测试方法及系统［J］．电力自动化设备，2017，(02):152-15
论文作者:阎红萍
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/19
标签：变电站论文; 在线论文; 智能论文; 设备论文; 功能论文; 数据论文; 监测系统论文; 《当代电力文化》2019年第8期论文;