智能變電站二次系統優化以及應用研究

關曉冬

哈爾濱電氣集團阿城繼電器有限責任公司，黑龍江哈爾濱 150300

新世紀以來，智能電網概念已經引起了社會各界、世界各國的廣泛關注，也成為我國未來電網發展的核心環節和內容。變電站作為電力系統中不可缺少的一部分，是連接發電站和電力用戶以及相關電網數據運行采集和控制的執行中心，其更是確保整個電網安全、可靠、穩定運行的關鍵環節，因此，在工作中對其實現智能優化已成為電網建設的根本，更是滿足智能電網建設要求的核心。在智能變電站的研究與完善中，二次系統以及互感器的選擇成為了相關工作人員關注的工作重點，也是實現智能變電站概念實施的關鍵所在。

1 智能變電站概述

1.1 智能電網

電力在目前社會發展中發揮著不可替代的作用，是整個國民經濟賴以發展的基礎所在。而變電站作為連接發電站與用戶的核心樞紐，對于實現電網優化配置、供輸穩定和安全有著舉足輕重的作用。近年來，隨著我國國民經濟的不斷發展，電網結構不斷復雜與繁瑣，因此，在工作中如何提高電力系統的電能傳輸、分配的可靠性和安全性要求已成為相關工作人員研究的重點，同時就其延長系統的使用壽命和使用周期、提高自動化管理水平也受到社會各界人士的關注。在常規的變電站系統中，普遍存在著資源采集重復性高、運行成本過高、規范性不足、各種裝置的誤動、拒動現象頻繁發生以及運行維護成本過高等缺陷長期存在，基于這種電力現狀，以智能電網為主的新型電網結構應運而生，為電力系統的未來發展指明了方向，同時也促使了各種新設備、新資源的廣泛使用。

1.2 智能變電站系統

智能變電站是在工作中各種設備以智能化為基礎進行自我管理，自我監控的主要方式，其在工作中是通過對變電設備進行智能監控來控制供電安全和供電的良好性，在線預警、薄弱環節的自動識別等功能進行大力的管理和控制是當前智能變電站工作的重要核心。目前，智能化的一次設備、網絡化的二次設備、通信網絡以及自動化管理程序和管理工序是當前變電站運行管理系統的核心，更是其最為基本的管理應用措施和應用方式。隨著當前社會技術的不斷提高和發展，智能變電站技術日新月異，發展速度迅猛，為當前社會的供電需求提供了有力的基礎保障。

2 智能變電站二次系統使用優勢與作用

在當前社會發展中，我們在工作中常見的智能變電站二次系統通常都是一種綜合了自動化系統和二次供電系統的設備和工作保護模式，其在應用的過程中與繼電保護、測控、計量和合并單元等多個智能終端共同組成了一套系統、復雜的工作裝置，這種裝置的采用是以電壓互感器或者電流互感器為主的工作模式，同時其在工作的過程中對于實現變電站各種信息的交換和交流有著密切的關系。傳統的變電站在運行的過程中在各方面都存在著一定的局限性，在工作的過程中缺乏統一、系統的管理與完善的控制流程。在目前的管理工作中，我們對于管理工作理念和管理工作流程之中存在著極為嚴重的不足和缺陷，這就造成了二次電纜在應用的過程中存在著極為嚴重的不利影響，同時其可靠性能也受到了一定的制約與不足。

智能變電站在目前主要指的是變電站在工作的過程中對采用先進、集成、環保的智能設備為主，在工作的過程中以信息化、自動化的工作模式為基本標準和要求，從而實現工作的系統、全面控制和管理要求，在目前社會高速發展中，智能電網的應用越來越廣泛，對于智能變電站也提出了新的認識和要求。智能變電站作為智能電網的重要組成部分，是支撐整個電網運行的關鍵和源頭所在。目前的社會發展中，智能變電站的應用主要是以電網運行數據的智能化、自動化采集為標準，實現自我管理和操控的一種綜合性控制模式。

3 智能變電站二次系統優化

3.1 測控保護優化

傳統的變電站中，測控裝置與保護裝置是獨立分開的，同時由于智能變電站是基于IEC61850 體系構建而成，由此集合了信息共享標準化以及網絡化的傳輸等優勢，測控裝置以及保護裝置能實現實時信息的共享，從而為一體化的系統設計奠定了良好的基礎。下圖所示為測試保護一體化裝置接入了雙套合并單元以及智能終端的二次系統網絡結構圖標。從圖中可了解到。測控的單元出于測控保護而實現了雙重化配置時，測控保護的裝置將收集到更多來源于系統鏈路的信息。這時，自動化的系統應對多重化的信號進行合并并且篩選。

3.2 智能終端的優化

智能變電站的主要設備是合并單元，實際上指的就是智能終端。智能終端也是一次設別以及二次系統相互連接的紐帶，合并單元對于來源于二次轉換器的電流以及電壓數據進行了時間上的有關組合，同時將采集到的數值傳送到測控保護裝置中，智能終端的接收斷路器以及隔離開關等機構所發出的斷路器位置的信號，以及相關設備的運行狀態的信號等等。同時也支持分項跳閘、重合閘以及三相跳閘、遙控分合等GOOSE 指令。同時發送出跳合閘的命令。

3.3 構建一體化信息平臺

傳統的變電站數據采集的功能與實際的邏輯判斷結合在一起，一般通過單一的設備完成，由此，不同功能的完成需要不同設備或者系統的配置，由此實現了保護、測控、電能量、同步相量測量裝置、行波測距等方式，通過信息的共享，智能變電站實現了與智能變電站調度和控制中心以及其他的變電站或者相關的用戶進行信息的交換，最終建立了系統的綜合應用。

4 智能變電站二次系統的發展趨勢

IEC61850 體系中，變電站可分為過程層、間隔層、以及站控層三層，同時伴隨著變電站集成度的逐漸提升，間隔層的設備功能逐漸過渡到過程層以及站控層，表現出了兩極化的發展趨勢，一方面是間隔層的功能下放到了過程層進行實現，二次設備通過間隔分布分散就地布置，實現了對宿主設備采集、控制、測量、計量、保護、監測等功能；另一方面，間隔層的功能是通過站控層統一實現，過程層的設備僅僅實現對宿主設備的采集和測量，站控層僅僅對全站設備進行控制和保護，也就是集中式的控制和保護。

5 結論

智能變電站是過去自動化技術在變電中應用中的發展延伸趨勢和必然的發展結果。在當前科學技術發展中，信息技術逐步的應用在變電站工作中，信息采集、傳榆、處理、輸出過程中隨著信息技術的發展逐步出現了完全數字化處理的方式，是當前變電站應用中的主要方式和趨勢。