摘要：电网信息处理的基础是变电站自动化系统，它可直接与能量系统耦合。本文对变电站自动化技术演变历程进行了描述，并对不同时期变电站自动化系统的特征进行了简述，将重点放在了智能变电站关键技术的介绍上，并比较分析了普通变电站与智能变电站，以此对智能变电站的优势进行突出。然后对智能变电站自动化系统的组织形式三层两网进行了探究，最后对了智能变电站自动化系统未来的发展进行了分析，仅供同行参考。
关键词：电气自动化技术；智能变电站；智能电网
传统变电站系统众多，它具有共享信息难度较大、设备之间没有较大的共通性、系统不能进行有效扩展，二次电缆对系统可靠性影响较大等众多缺陷，对我国变电站的经济性、可靠性、实时性等方面的提高形成了较大的制约。由于国家电网公司提出坚强智能电网建设的战略构想，为传统变电站的改革提供了契机，随着计算机网络、数字化采样与电子式互感器、一次设备状态智能化等技术的发展，使变电站信息采集、处理、传送、输出等完全数字化，数字化及综合自动化将是未来变电站建设的发展方向。
一、变电站电气自动化技术的演变过程
由于网络通信技术、信息技术、电子技术的发展，同时也推动了变电站综合自动化系统的不断发展，变电站自动化经历了三种形式的演变：集中式变电站综合自动化系统——分散变电站综合自动化系统——智能变电站。智能电子设备不够集中、过程层通信，模拟电缆被数字通信取代，软件化功能是变电站自动化系统通信发展的主要体现、另外由于硬件水平得到提升，二次设备原有集中布置控制室被小室和开关柜取代。具体对变电站自动化三种形式进行分析如下：
1.1集中式系统结构
集中式变电站自动化系统远方终端单元的输入和输出接口一般较多，统一对变电站一次设备的开关数量、模拟等进行采集集，分析并处理已经采集到的信息数据，完成后再往上传送信息。数据采集和监视控制系统由RTU和监控计算机组成，通过利用以上两个系统，进而使继电维护功能和变电的自动控制功能得以实现。计算机在集中式系统平台中应用，其功能一般都较强，前置计算机和后台计算机是计算机的主要组成部分，前置计算机拥有保护、监测、控制、传输等功能，后台计算机拥有数据上传、显示、处理、打印等功能[1]。集中式系统组织形式灵活性不强，对于各个变电站，它的主接线和规模也具有较大的差异性。系统结构如图所示：
图1集中式结构变电站自动化系统
1.2分布式结构
监控对象和系统功能是分布式变电站自动化系统的划分依据，利用网络技术对众多分散的二次装置进行建构，各个装置之间互相协调同时又能独立运作，实现变电站的控制和监视是在通信规约一致的条件下进行的。一次主设备包括断路器、隔离开关、变压器是分散分布式结构的安装单位，安装方式：在一次设备本体上或者周围进行数据维护、控制、采集等单元的安装，各个单位之间是独立存在的。变电站极测控单元通信需要对一次设备和网络进行借助，并对调度中心、上位机、太网等进行利用，以达到通信的目的。灵活多变是分散分布式自动化系统的主要特点[2]，由于光电传感器及光纤通信技术的发展，保证了其应用和研究。可以推测，分散分布式结构将是未来智能变电站的发展方向。系统结构如图2所示：
1.3智能变电站
1.3.1智能变电站的技术特点
（1）网络化的通信平台。通信平台对国际IEC61850的标准化规约进行了运用，对转换后的DL/T860电力行业标准进行参照，使全站信息网络化传输及无缝对接各个设备等方面得以实现，需要依据具体情况对过程层组网方案、变电站网络拓扑结构等进行合理利用。
（2）全站信息数字化。控制一、二次设备效率和实效性都较高，可同时交互进行通信，利用电力信息网实施管理，整个变电站设备信息的传送、输出、采集、处理等数字化得以实现。
（3）标准化的信息共享。在信息一体化的情况下，所有数据都进行统一编号、格式也是统一的，对其进行应用时，需要依照统一存取机制、统一检索方式等进行，这样做的优势是对各种功能应用重复建设相同信息等情况进行了有效避免。
（4）高级应用自动化。一体化信息平台将变电站内部的全部信息都已覆盖，对标准化、规范化的信息采集渠道进行利用，可实现变电站各个子系统信息的共享采集，大大提高了信息之间的互动性和资源信息的利用率，同时使系统的可靠性和集成性更高。
图2分布式结构变电站自动化系统
图3变电站自动化系统网络结构
1.3.2智能变电站的优势
智能变电站与普通变电站相比具有以下几个优势：
（1）智能化的一次设备。通过对电子式互感器进行应用，使一次设备配置智能终端、系列单元得以配置合并，进而使一次设备的控制网络化、采样值信息就地数字化、测量数字化得以实现。通过对设备和传感器进行一体化安装，设备可视化得以实现。通过集成各种状态的监测后台，一次设备状态监测系统得以正式建立。
（2）对电子式互感器进行利用。电子式互感器不仅攘括了普通互感器的所有功能，同时它还拥有体积小、暂态范围广、绝缘结构简洁、无磁饱和等优势，在电力系统中应用潜力较大。
（3）更加标准化的通信规约。智能变电站对DL/T86电力行业标准进行了利用，智能设备信息模型的建立可与通信进行对接，各个设备间的规约不再需要进行转换，全站设备间的无缝对接、信息共享得以实现。不需要再重复建设变电站信息执行、传输、采集等各个功能系统，使变电站建设复杂性及成本得到大大降低[3]。
（4）电缆被光缆取代。大量电缆被少量光缆替代，使抗干扰问题得到有效解决，传输可靠性得到了提高，同时降低了继电器小室的数量，使建筑结构和设备布置更加合理。
（5）场地配置的精简。合理投资、系统平稳运行、先进技术的投入是智能变电站建设的前提，以此为依据对场地进行布置。
1.3.3智能变电站系统结构
三层两网是智能变电站系统结构，三层包括过程层、间隔层、站控层，两网包括过程层网络、间隔层/指站控层网络。智能终端、合并单元、智能设备构成了过程层，一次设备数字化接口得以对接；与一次设备相关功能包括：设备运行状态监测、执行操作控制命令、电气量检测和采集等得以实现；计量、网络记录分析、继电保护、测控、故障录波等构成了间隔层，数据监控功能得以实现[5]。主机兼操作员站、一体化信息平台、远动通信装置等组构成了站控层。结构如图3所示：
结束语
电气自动化技术应用于智能变电站，可对人工操作出现的问题进行避免，并且可使变电站工作效率得到提高。另外智能变电站具备的实时监控功能，有可效避免故障的出现或者发生故障可采取有效措施进行解决，使变电站工作稳定性更高。随着智能电网通信体系的创建，在未来变电站功能还会更加完备，自动化水平也会越来越高。
参考文献
[1]万军.电气自动化技术在电力系统中的应用研究[J].科技风,2017 (22):147-147.
[2]王莉,韩海山.智能变电站自动化系统关键技术分析[J].科技创新与应用,2017(4):214-214.
[3]周丽丽.220kV智能变电站中无人值班自动化技术的运用[J].电子技术与软件工程,2017(22):132-133.
作者简介
余潇(1987-)，男，工程师，本科，主要从事变电站电气专业设计及项目管理工作。
论文作者:余潇
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/3
标签：变电站论文; 智能论文; 设备论文; 自动化系统论文; 信息论文; 结构论文; 系统论文; 《电力设备》2019年第2期论文;