謝博約（福建電力有限公司檢修分公司，福州　350001）

探析智能變電站自動化設(shè)備的應(yīng)用研究

謝博約
（福建電力有限公司檢修分公司，福州350001）

智能變電站是集信息化、自動化為基準，通過系統(tǒng)集成的方式構(gòu)建起來的。本文簡單的介紹了智能變電站的相關(guān)概念，并分析了一些常見自動化控制設(shè)備（如，時鐘同步控制設(shè)備、合并單元設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備等）的具體應(yīng)用，希望能為我國電力現(xiàn)代化發(fā)展做出積極的貢獻。

智能；變電站；自動化設(shè)備；應(yīng)用

1　智能變電站簡介

智能變電站指的是利用先進數(shù)字化控制設(shè)備將傳統(tǒng)變電站的監(jiān)控、電力傳輸、計量、信息采集等工作通過各種數(shù)據(jù)控制端進行智能化控制，很好的實現(xiàn)了全天候、全時段的智能化運行。變電站常見的智能設(shè)備主要包括自動化的監(jiān)控設(shè)備、輸變電設(shè)備、合并單元設(shè)備、時鐘同步設(shè)備等，自動化設(shè)備在變電站可靠性、安全性、交互性以及綠色環(huán)保性方面都是傳統(tǒng)變電站所不具備，智能變電站是未來變電站發(fā)展趨勢，下文將分析和介紹智能變電站中一些常見的自動化設(shè)備的具體應(yīng)用。

2　智能變電站自動化設(shè)備應(yīng)用分析

2.1自動化的智能監(jiān)控設(shè)備的應(yīng)用

自動化智能監(jiān)控設(shè)備是通過系統(tǒng)集成、將全站信息進行匯總，進行各項數(shù)據(jù)的綜合分析實現(xiàn)智能預(yù)警，有效生產(chǎn)、管控和調(diào)度最為關(guān)鍵的設(shè)備系統(tǒng)。縱向方面，監(jiān)控設(shè)備匯聚了過程層以及間隔層的各類數(shù)據(jù)，是變電站的信息處理中心，橫向方面，監(jiān)控系統(tǒng)協(xié)調(diào)整個電力系統(tǒng)的生產(chǎn)、調(diào)配工作，并進行數(shù)據(jù)的向上傳輸，是有效管控變電站子節(jié)點功能的關(guān)鍵。另外，配合輔助系統(tǒng)，還能實現(xiàn)變電站周圍環(huán)境、火災(zāi)等災(zāi)害、安防數(shù)據(jù)的采集，監(jiān)控盡可能的為滿足電力生產(chǎn)調(diào)配工作的需求?？傊O(jiān)控設(shè)備，對于保障智能變電站核心設(shè)備的運行、變電站內(nèi)外部環(huán)境數(shù)據(jù)分析以及安全預(yù)警等方面的工作都有著重要的作用。

2.2時鐘同步設(shè)備的應(yīng)用

每個變電站都是供電系統(tǒng)中的一個節(jié)點，智能變電站要想正常工作做好基準時間控制是關(guān)鍵的部分。現(xiàn)存的各種時間源或多或少的都與UTC標準時間存在一定的誤差（精度范圍一般控制在1us之內(nèi)），但隨著智能變電站智能設(shè)備的層級逐漸增加，選取更加接近UTC時間的時間源則非常必要。當前，智能變電站通用的時鐘同步系統(tǒng)以主時鐘多重化配置為基礎(chǔ)，并通過擴展設(shè)備來實現(xiàn)變電站內(nèi)的軟硬件設(shè)備的時鐘校對工作。主時鐘的時鐘信息來源主要基于衛(wèi)星時鐘（可以選取我國自主的北斗衛(wèi)星或者美國的GPS衛(wèi)星信號），通過該系統(tǒng)預(yù)留的地面時鐘源來實現(xiàn)智能變電站的精準時鐘同步。因此，智能變電站時鐘同步設(shè)備的應(yīng)用是其他設(shè)備正常工作的重要保障，實現(xiàn)全系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)配管理的關(guān)鍵。

2.3TCP/IP網(wǎng)絡(luò)和Goose信息交換、SV數(shù)據(jù)交換共網(wǎng)傳輸設(shè)備的應(yīng)用

智能化變電站通常采用數(shù)據(jù)分層管理的形式進行數(shù)據(jù)信息的交換，一般而言，合并單元以及智能終端的一次設(shè)備功能層次稱為過程層；而測控、錄波、日志等二層系統(tǒng)成為間隔層；主機控制、遠程通信設(shè)備以及其他的輔助設(shè)備構(gòu)成了站控層，該層主要完成信息監(jiān)控、與數(shù)據(jù)中心（總控中心）進行數(shù)據(jù)交互、操作鎖閉、遠程數(shù)據(jù)采集等工作。而過程層通常使用goose（IED設(shè)備之間信息傳遞，面向通用對象變電事件傳輸，在常見的聯(lián)閉鎖信號等傳送中常見）、sv（采樣值，交換各種采樣數(shù)據(jù)）以及TCP/IP協(xié)議進行共網(wǎng)數(shù)據(jù)交互。而共網(wǎng)傳輸技術(shù)的應(yīng)用是避免和解決交換網(wǎng)絡(luò)中常見的數(shù)據(jù)延時、信號抖動等問題關(guān)鍵，常見的解決方式是將故障錄波設(shè)備與共網(wǎng)傳輸設(shè)備共用。總之，共網(wǎng)傳輸設(shè)備的應(yīng)用是智能變電站子節(jié)點內(nèi)部數(shù)據(jù)采集、分析以及與遠程控制中心進行數(shù)據(jù)交換的重要設(shè)備。

2.4合并單元設(shè)備的應(yīng)用

合并單元設(shè)備（即MU，Merging Unit）主要部件是數(shù)模轉(zhuǎn)裝置，目的是將電壓電流互感器的二次側(cè)模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，以sv報文形式提供給站控層IED。電流互感器連接電流MU，電壓互感器連接電壓MU。MU上一般設(shè)置有兩個數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置，以保證采樣的可靠性。MU直接可以級聯(lián)傳輸數(shù)據(jù)，以適應(yīng)多間隔間數(shù)據(jù)的傳輸。依據(jù)220kV以上變壓等級雙重化配置的需要，110kV以上的開關(guān)單元都設(shè)置有兩套MU，對應(yīng)于兩套保護裝置。由于智能變電站處理的是數(shù)字量，對于數(shù)字信號的實時性具有相當高程度的要求。MU作為數(shù)字信號的采集的源頭，即使在失去GPS對時信號的情況下，內(nèi)部時鐘也必須高度的精準度。這樣才能避免在對時系統(tǒng)故障的情況下，保護裝置因差動保護兩側(cè)采樣偏差而誤動作。

當然，變電站的智能化設(shè)備遠遠不止上述內(nèi)容所述，還有常見智能門禁系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)打印設(shè)備、火災(zāi)報警系統(tǒng)等一系列設(shè)備，本文只是將一些常見的自動化設(shè)備應(yīng)用進行分析。同時智能化設(shè)備也應(yīng)用也存在一些諸如數(shù)據(jù)傳遞容量問題、數(shù)字信息的同步問題、二次回路圖實問題，相信伴隨這電力智能化設(shè)備的發(fā)展以及通信信息技術(shù)的進步，這些問題都能得到很好的解決，進一步發(fā)揮智能變電站的作用。

3　小結(jié)

綜上所述，我國變電站經(jīng)歷了從RTU、分布式、數(shù)字化以及智能化的發(fā)展過程，自動化信息設(shè)備的綜合運用，使得變電站的安全性、穩(wěn)定性以及環(huán)保型都有了較大的提升。本文，分析了智能變電站一些常見的自動化設(shè)備的應(yīng)用，例如智能監(jiān)控設(shè)備、時鐘同步設(shè)備、合并單元設(shè)備以及共網(wǎng)傳輸設(shè)備的應(yīng)用。正如上文所述，智能變電站自動化設(shè)備遠不是上述四方面的內(nèi)容，同時，這些自動化的設(shè)備在使用以及控制方面還有一些缺陷亟待解決，隨著我國技術(shù)水平的進一步提升，該類問題都應(yīng)能得到較好的解決，進而實現(xiàn)我國電網(wǎng)生產(chǎn)、調(diào)配的現(xiàn)代管控。

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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.10.138