變電站綜合自動化技術發展趨勢研究

陳永澤

摘 要：當前社會的發展已經無法離開電能，各種生產設備、管理設備以及計算機等均需要以電能作為基礎能源，因此我國的電網擴建工程一直在不斷深化。電網規模的擴大也使得傳統的變電站運行技術無法滿足現代需求，必須引入自動化技術進行改造，保證變電站設備的工作效率。該文對變電站綜合自動化技術進行研究，首先介紹了當前國內變電站技術的發展情況，并闡述了其未來的發展趨勢，以期能為相關工作提供參考。

關鍵詞：變電站 自動化技術 發展趨勢

中圖分類號：TM762 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）07（c）-0017-02

變電站是電網運輸當中的重要環節，其起到了調整電壓的作用，從而使輸送的電壓能夠滿足用戶端的需求。變電站的各種設備均是以計算機進行控制，利用信號的傳輸、處理、調控等方式實現統一調度，同時將各種數據反映在屏幕上。但目前國內綜合性自動化技術在變電站控制設備中的應用范圍較窄，使得人力消耗量較大，而且硬件和軟件均存在不同程度的缺陷，導致變電站自動化改造工作面臨困難。

1 目前變電站綜合自動化體系的相關技術

1.1 信息采集處理

自動化管理體系的基礎就是信息的采集和處理，目前應用的技術包括交流和直流兩種采樣技術，其均是對模擬數據進行采集。采集的數據主要是變電站進線端、輸出端的功率、電壓等，同時還需要對變壓設備溫度、母線內電壓、電容補償信號等數據進行采集。我國采用的是以光電隔離為基礎的周期性掃描采集方式，并且還能夠獲得輸電中斷過程中的狀態數據，例如斷電閘刀狀態、隔離開關狀態、警報狀態等[1]。脈沖量的采集也是數據采集技術的重要工作內容，其能夠獲得輸電線路中脈沖信號的電能量，并對其進行統計、核算以及命令調整。

1.2 保護技術

變電站內的自動化設備本身也需要借助電能作為能源，因此其在變更和控制電壓的同時也需要對自身進行保護。該技術下主要包括自動開關、投入技術，在設備接收到系統的信息之后，保護設備就能夠根據情況作出相應的處理動作，確定故障信息、保護類型等，同時在保護之后對故障信息進行修改。另外，為了更好地避免設備異常導致的開關誤動、不動等情況，應該另外設置人工跳合閘裝置。

1.3 數據庫技術

任何自動化設備均必須包含數據庫，這一技術是存儲各類數據的重要結構。數據庫內存儲的數據主要包含了基本、歸檔、對象三種數據形式，基本數據指的是變電站內更改前后電壓、電流、設備溫度、接頭位置、設備功率、運行狀態等各種數據。對象數據則是指一次設備運行過程中各類數據的集合，也是實際波動數據，這類數據能夠為自動化操作提供參考標準，使得自動化系統工作時更加快捷和準確。歸檔數據就是指將基本和對象數據進行統一的整理，然后存儲在具體的文件夾內，便于今后應用時快速尋找[2]。

1.4 綜合自動化技術結構模式

當下變電站綜合自動化技術結構模式主要分為三種。其一是集中分布式，這一結構模式下的自動化設備內擁有多個CPU處理器，使得自動化設備能夠同時應對多個操作指令，大大縮減了該技術的反應時間，同時增加了工作效率。同時不同設備內的各類功能模塊可通過變電站內局域網形成連接，以數據傳輸、采集和處理技術完成設備的操控[3]。如果其中一個功能模塊發生故障，并不會影響其他模塊的工作，為系統檢修提供了更多的時間。

其二是集中式，這種結構模式與集中分布式最大的不同就在于其以單一CPU作為處理模塊，不論數據的采集，還是處理、傳輸等均由單一計算機來完成，并且需要部分人工操作才能夠滿足多任務工作的開展。因此這一結構模式通常應用在規模較小的低壓變電站內，目的在于節約自動化技術構建成本。

其三是分散分布式，這一結構模式是在集中分布式基礎上演變而來，在實際構建時需要將變電站內的設備分為多個層次。最常用的就是兩層和三層結構，其中兩層結構模式包括變電站主體層和間隔層，而三層結構模式則在此基礎上增加了通信層。自動化技術當中的所有參與測量、監控的設備均安裝于間隔層內，并且各技術單元以局域網光纜進行連接，降低了外部接線所要面對的電磁波干擾問題，保證了數據傳輸的準確性。該結構模式繼承了集中分布式獨立的有點，使得自動化技術內單一功能模塊的故障難以對整體構成影響，同時分散分布式結構還具有可擴展性特點，能夠不斷地將新型技術加入到該結構模式當中，不會因為單一點技術改進造成主控制中心的問題[4]。

2 未來變電站綜合自動化技術的發展趨勢

2.1 數據采集和處理的同步性

現代國內外變電站內應用的數據采集和處理設備是完全獨立的，在完成數據采集后，需要通過網絡傳輸的方式將其發往處理設備內，這就導致了處理時間滯后的問題，影響自動化操作的即時性。因此，在未來變電站綜合自動化技術發展時，必須將數據的采集、處理以及傳輸完全融入到單一設備內，使得數據的采集和處理能夠同步開展，節約整體數據判斷的時間。同時，還應該研發數據智能分流技術，該技術相當于數據處理的開關或分流器，能夠將不同屬性的數據發往不同的處理器或設備進行分析，這樣就能夠實現具有針對性的自動化分析。

2.2 操作界面的規劃發展

當前國內各地區、各級變電站的工作存在一定的差異，使得自動化設備在早期研發過程中需要根據實際工作情況來設計，這也就造成了大多數變電站自動控制系統的界面無法統一，雖然可以具有針對性地提升操控效率，但是并不利于該技術系統的統一修理。如果運行時某一變電站發生故障，則需要根據變電站的情況制定維修方案，大大提升了維修成本和工作量。因此，國內應該開展綜合自動化技術操作界面的標準化改革，按照統一的標準對操作界面的功能項進行設計，并且結合當前我國變電站的實際工作情況，設置多重子操作功能的界面設計方式，由此在維修的過程中可以根據故障情況采取統一的維修方式，節省了維護成本[5]。

2.3 在線監控和維護技術

現在控制技術已經成為了當前各類自動化技術的核心，變電站內涉及的自動化設備數量較多，單純依靠傳統的自動化系統很難實現全面的在線操作，仍有部分需要實地手動控制。隨著現代智能網絡技術的發展和應用，可以借助其優勢技術，對監控數據進行高速傳輸，并且避免電磁波的干擾，從而真正實現在線自動化監控和維護工作。

3 結語

變電站綜合自動化技術主要包括信息采集、設備保護以及數據庫存儲技術，并且還擁有三種不同的結構模式，在未來該技術發展時必然會向著數據同步采集處理、在線監控以及統一操作的方向。

參考文獻

[1] 周殿赫.變電站綜合自動化技術發展現狀綜述[J].電氣時代，2011（9）：82-83.

[2] 孔祥倫.簡述變電站綜合自動化系統關鍵技術及發展趨勢[J].通訊世界，2014（8）：77-78.

[3] 鄭山海，郭紓好，徐天福.對變電站綜合自動化系統及其技術應用研究[J].建材發展導向，2011，9（13）：281-282.

[4] 劉學超，邵帥.淺析變電站綜合自動化系統關鍵技術及發展趨勢[J].科技與企業，2012（23）：73.

[5] 張耀春.數字化變電站綜合自動化技術升級改造要點分析[J].科技與企業，2012（15）：111.