摘要：随着经济的发展，社会已经向智能化、信息化的时代发展。科学技术水平的提高，变电站也向着智能化的方向发展前进。智能变电站与常规变电站最主要的区别就是体现在过程层上，智能变电站可以实现24 h实时监测，并具备采集信息数据、处理分析数据以及执行各项命令等职能。可以说，智能变电站是未来电力系统发展的主流趋势，可以更好地节约电能，节约成本，实现经济利益最大化。
关键词：智能变电站；继电保护；过程层；技术研究
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 应用过程层的基本要求
过程层在整个变电站中的使用当中起着重要的作用，因此，要想整个自动化系统合理、安全的运行下去，就必须遵循相应的原则，这样才能更好安装和管理好过程层。
2.1 实时性原则
在通信标准中IEC 61580中规定的GOOSE是一种面向通用对象的变电站事件，简言之，其主要工作职能就是保护交换和传输中的信息能够合理有效。在智能变电站中，GOOSE服务主要是对那些智能单元、一次设备等进行有效的连接信息传输服务，尤其是对跳合闸信号和命令的传输。虽然GOOSE服务的报文数据量不是很大，但是它所传输的数据都较为重要，而且传输过程极具突发性，因此在传输报文的过程中就必须要遵循实时性原则，有效的将数据信息传送到制定地点。一般对GOOSE服务传输数据的时间限定在4 ms以内。
2.2 采样值传输数据技术原则
采样值传输主要是过程中与间隔层之间通信的一个重要内容，在二者传输过程中，其中过程层中最大的一个数据流就在互感器的保护以及测控之间的采样值传输中。因此，采样值传输数据也必须要有一定的实效性，其相关技术原则也有如下要求：①采样值的传输要与过程网进行连接，一般采取光纤连接;②要注意的是，间隔层中的承担保护、检测的设备与合并单元进行连接时，要通过过程层的交换机进行传输，二者不能直接进行连接。交换机获取采样值信号然后在通过其二次传输实现消息共享;③接入方式选取点对点的接入方式。以便更好的发挥交换机的虚拟技术和优先级技术，这样就更能保护网络，提高稳定性能。
2.3 智能终端设计基本原则
智能终端是智能变电站的一个重要设备，它实际上一种智能组件，通过电缆与一次设备连接，从而起到监测和测量的作用。智能终端主要针对通用对象的变电站事件，做到合理有效的监测和控制。在安装智能终端时，应多安装在封闭的空间，如户内柜、户外柜等，且防护等级必须要高，要达到相关的标准。在具体的设计环节也应遵循几点原则：①智能终端主要针对的是通用对象的变电站，其传播速度要保整合理，因此，设计时要注重信息传播的实时性;②应具备COOSE命令记录功能，无论是命令时间还是命令来源以及相关的措施都要记录下来，并且还要提供有效的查看方法;③在设计智能终端时，还要让其具备通信功能和转换功能，这样才能有效地执行相关的控制命令。
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3 智能变电站过程层应用的基本要求
3.1 GOOSE实时性要求
GOOSE是一种主要面向通用对象的智能变电站事件，以发布/订阅机制作为基础，可以实现对通用变电站中的数值的相关模型对象和服务等集中数据的快速和可靠交换，以及这些模型对象和服务等的科学映射。在智能变电站的运行过程中，GOOSE服务主要是应用于智能单元、智能一次设备和间隔层保护测控装置之间的信息传输，包括对跳合闸命令、信号的传输。虽然GOOSE报文的数据量比较小，但是具有突发性。在智能变电站过程层中应用GOOSE，主要是为了“保护跳闸”等重要报文，必须在规定的时间内及时传输到目的地。所以，对GOOSE的实时性要求相对于一般的面向非嵌入式系统比较高，规定报文传输的延误时间必须控制在4ms以内。
3.2 合并单元与智能终端的基本要求
合并单元主要来源是物理单元，是二次转换器的电流/电压数据进行时间相关组合和处理之后形成的，主要是针对电子式互感器，为了向保护/测控等二次设备提供一组时间同步的电流和电压采样值，主要功能是可以实现对多个电子式互感器数据的汇集或者合并，以获取电压瞬时值和电力系统电流，并且保证数据的质量实现向继电保护设备的传输。其中，每一个通道数据可以实现对一台或者多台电子式互感器采样值数据的承载。合并单元是过程层采样值传输技术的主要实现者，从物理形式上可以看作是互感器的一个组成件，是一个分立的单元。在智能变电站中，合并单元的重要性类与继电保护装置相当。所以，要求在合并单元地点不应该存在爆炸危险，没有严重的霉菌、剧烈的振动源、无腐蚀性气体和导电尘埃，同时还应该具备对雨雪、风沙和尘埃的防御措施。
智能终端的主要技术要求是，必须应用可以支持GOOSE的方式技能型信息传输，在处理信息的时候，GOOSE的延迟时间应小于1ms。另外，智能终端应该具备可以记录GOOSE命令的功能，对GOOSE的命令时刻和命令来源以及出口动作时刻等进行准确的记录，并且提供有效的查看方法。
3.3 采样值传输技术要求
在智能变电站自动化运行过程中，采样值传输是间隔层和过程层进行通信的一项重要内容。智能变电站的过程层在电子式互感器、测控和保护之间的采样值传输过程中会出现最大的数据流，在传输采样值报文或者是跳闸报文的时候具有较高的实时性要求，即使处于比较极端的情况下也需要保证报文响应时间的可确定性。在实现采样值传输的时候，应该重视一些重要的技术要求。例如，如果采样值的传输过程中，如果传输的流量比较大，并且具有较高的实时性要求，应该在智能变电站中应用发布者/订阅者的结构。按照一定的标准定义，采样值传输的过程中应用光纤的方式接入过程层网络，间隔层保护、计量和测控等设备没有直接和合并单元相连，而是通过智能变电站的过程层交换机实现对采样值信号的及时获取，可以有效地实现智能变电站中的信息资源共享。同时，通过对过程层交换机本身科学技术、组播技术和虚拟VLAN技术的有效应用，可以避免采样值传输流量对过程层网络造成的影响。在我国，智能变电站应用的一种典型的接入方式，就是点对点方式，采用同步应用主要是通过保护装置来实现。
4结语
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。通过对智能变电站过程层的详细了解与规划，提出三网合一的技术，并且该技术还在测验与测试阶段，相信在不仅的将来该技术将得到极大的应用，不仅节省线路的铺设，也使得信息的传输速度得到极大的提升。该技术将随着不断的发展与进步逐渐向智能数字化方向发展，这需要不断的努力与尝试。
参考文献：
[1]王松，陆承宇.数字化变电站继电保护的GOOSE网络方案[J].电力系统自动化，2015（03）.
论文作者:高解放,王宇翔,张兆鑫,李超
论文发表刊物:《电力设备》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/15
标签：变电站论文; 智能论文; 过程论文; 数据论文; 报文论文; 终端论文; 单元论文; 《电力设备》2017年第29期论文;