丁香1 张晓沛2 马鑫3
（1江苏省电力公司检修分公司 213000；2国网江苏省电力公司南通供电公司 226300；
3江苏省电力公司检修分公司 213000）
摘要：智能电网作为电网在未来相当长一段时间内的发展趋势，它是深入于各个用电的环节当中的。作为智能电网核心环节的智能变电站的继电保护，更是需要进一步的发展，以保证整个电力事业的正常运行。智能变电站的继电保护作为供电设备正常运行的前提，我们要从多个角度出发去探讨继电保护的优化，与确保各项设备都在正常的运行当中。本文针对智能变电站继电保护技术优化措施进行了分析。
关键词：智能变电站；继电保护；技术优化
一、智能变电站硬件组成
1.1合并单元
其中合并单元能够对通过一次互感器所传输出的电气量实现合并及同步的处理，将处理得出的数字信号结果以特定格式进行间隔级设备之间的转发。其通讯方式包括采样值传播（SMV）、ICD文件M1访问点、过程层SMV通讯数据模型及服务等，通讯规约为9-2规约和FT3规约，采样时的频率为4000桢/s，以发布/订阅机制为基础，进行交换采样数据的采集，采样值模型对象和服务，及模型对象和服务到ISO/IEC8802-3帧之间所对应的映射。
电压合并单元：采集来自传统一次互感器的模拟信号及接收电压合并单元的电压信号或其他合并单元的数字信号，进行同步处理后通过以太网接口（光纤）给保护、测控、数字式电度表、数字式录波仪等多个二次设备提供采样信息。间隔合并单元：可以采集来自传统一次电压互感器的模拟信号，同时采集分段开关状态、分段开关刀闸状态和并列把手状态等，进行同步、并列/解列处理后，将并列前及并列后的母线电压通过以太网接口（光纤网口）或FT3接口（光纤串口）
给间隔合并单元、母线测控、母联备自投等多个二次设备提供采样信息。整体结构如图1所示。
1.2智能终端
智能终端是一种智能组件，与一次设备中所采用的电缆进行连接，并与保护、测控等二次设备以光纤进行连接，以此实现对一次设备中的信息采集及控制等。并且在完成位置信号、遥信信号量、直流量的采集后，将其上送给保护及测控装置，同时接收保护及测控装置的控制指令并执行。其通讯方式为面向对象的变电站事件（GOOSE）、多IED间传递信息、ICD文件G1访问点、其对过程层GOOSE通讯的数据模型及服务等。其构成包括光纤插件、开出插件、开入插件、电源插件、操作插件等。
1.3保护及测控装置
保护和测控功能通过智能电子设备（IED）来实现，智能电子设备是一种带有处理器的电子设备，它具有采集或者处理数据、接受或者发送数据、接受或者发送控制指令、执行控制指令等功能。其通讯原则为制造报文规范（MMS），主要用于间隔层设备与站控层设备之间的通讯，反映变电站的基本信息和定值服务功能，通过ICD文件S1访问点对站控层MMS通讯的数据模型提供服务。
1.4后台调度
后台调度功能主要通过一体化监控系统来实现，一体化监控系统能够实现变电站的全覆盖，如图2所示。它是遵循全站信息数字化、信息共享标准化以及通信平台网络化要求，进行系统的集成优化，对全站信息进行统一接入、统一存储并统一展示，提供运行监视、操作与控制、智能告警、信息综合分析、运行管理及辅助应用等功能。主要包括数据通信网关机、数据服务器、图形网关机、综合应用服务器、全景数据等结构组成。
二、智能变电站继电保护设计优化要点
2.1安全性优化
智能变电站的继电保护是在IEC61850的标准之下运行的，其统一性即使优点也是缺点。统一的标准也就意味这是处在完全透明的网络环境之中，这也就表明在整个继电保护系统运行中会面临更多的来自网络上的恶意攻击，对整个变电站的信息安全造成威胁。鉴于IEC61850的表针体系中对于安全没有明显的界定，往往需要使用者在进行操作中时要做好对于系统安全的分析，以实现变电站继电保护的优化。
2.2可靠性优化
目前的智能变电站已经实现了数字化的建设，在继电保护中会涉及到许多的电子设备，随着这些电子设备的不断加入，在保证变电站运行的稳定性上又提出了新的要求。在选择电子设备的同时，要根据实际情况的需要来进行合理的设
计。最大的降低外界环境的影响，针对电子设备容易受到外界的干扰的特性来看，我们要采用应用性能稳定的光缆，并且要及时的对系统进行故障的检修，对于不合理的运行部分要及时进行保护。
2.3实时性优化
实时性是智能变电站继电保护的重要特点，在保护结构设计时，经常会受到合并器链路传播时延、交换机交换时延等因素限制，对变电站数字化互感器传输效果造成影响，使得传输误差超出允许范围。就运行实际情况来看，合并器排队与交换机转发是造成数字式互感器采样值传输抖动的主要原因。合并器在完成采集器传输的数据信息后，一般会存在一个排队处理的过程，并且在接受采集器通信的阶段也会产生额外等待时间。
2.4同步性优化
智能变电站继电保护数字化建设，在正常运营工程中，经常会遇到数据同步性问题，即合并单元所输出的数据采样信号中存在时间信息，这样以消除电气量相位与幅值上存在的误差，就必须要对继电保护设备进行优化，使其可以在相同时间点来获得相应的数据信息。如果丢失同步信号，最终采集到的数据势必会存在一定的误差。因此在对此方面进行优化设计时，应做好过流与过压保护，此保护原理比较简单，保护动作行为仅对输入信号幅值正确性有要求，对同步信号的要求比较小，这样即便在保护动作中丢失同步信号，也不会对保护动作产生太大的影响。
三、结语
随着科学技术的快速发展，当前我国自动化技术在变电站中得以广泛应用，这也有效地推动了智能变电站建设的步伐。由于智能变电站运行模式更为复杂，这也使其在运行过程中极易受到各方面因素的影响，影响智能变电站运行的稳定性和安全性，因此需要对智能变电站继电保护技术进行优化，确保智能变电站运行的稳定性和安全性。
参考文献：
[1]林捷.关于智能变电站继电保护系统的一些优化策略研究[J].通讯世界，2017，（11）：143-144.
[2]胡詝峰.浅谈智能变电站继电保护技术的优化[J].科技创新与应用，2017，（16）：200.
作者简介：
丁香（1985.10.31），女，江苏武进，汉，本科，工程师，变电二次运检师，江苏省电力公司检修分公司，研究方向：电力系统。
张晓沛（1985.04.03），女，江苏，汉，研究生，工程师，自动化维护师，国网江苏省电力公司南通供电公司，研究方向：电力调度控制自动化。
马鑫（1985.12.05），男，江苏武进，汉，本科，工程师，变电站值班员，江苏省电力公司检修分公司，研究方向：电力系统。
论文作者:丁香1,张晓沛2,马鑫3
论文发表刊物:《河南电力》2018年5期
论文发表时间:2018/9/6
标签：变电站论文; 智能论文; 继电保护论文; 设备论文; 江苏省论文; 信号论文; 数据论文; 《河南电力》2018年5期论文;