探析智能變電站自動化設備的應用研究

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備的應用研究

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，通過系統集成的方式構建起來的。本文簡單的介紹了智能變電站的相關概念，并分析了一些常見自動化控制設備（如，時鐘同步控制設備、合并單元設備、監控設備等）的具體應用，希望能為我國電力現代化發展做出積極的貢獻。

智能；變電站；自動化設備；應用

1　智能變電站簡介

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

2　智能變電站自動化設備應用分析

2.1自動化的智能監控設備的應用

自動化智能監控設備是通過系統集成、將全站信息進行匯總，進行各項數據的綜合分析實現智能預警，有效生產、管控和調度最為關鍵的設備系統。縱向方面，監控設備匯聚了過程層以及間隔層的各類數據，是變電站的信息處理中心，橫向方面，監控系統協調整個電力系統的生產、調配工作，并進行數據的向上傳輸，是有效管控變電站子節點功能的關鍵。另外，配合輔助系統，還能實現變電站周圍環境、火災等災害、安防數據的采集，監控盡可能的為滿足電力生產調配工作的需求。總之，監控設備，對于保障智能變電站核心設備的運行、變電站內外部環境數據分析以及安全預警等方面的工作都有著重要的作用。

2.2時鐘同步設備的應用

每個變電站都是供電系統中的一個節點，智能變電站要想正常工作做好基準時間控制是關鍵的部分。現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），但隨著智能變電站智能設備的層級逐漸增加，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以主時鐘多重化配置為基礎，并通過擴展設備來實現變電站內的軟硬件設備的時鐘校對工作。主時鐘的時鐘信息來源主要基于衛星時鐘（可以選取我國自主的北斗衛星或者美國的GPS衛星信號），通過該系統預留的地面時鐘源來實現智能變電站的精準時鐘同步。因此，智能變電站時鐘同步設備的應用是其他設備正常工作的重要保障，實現全系統統一調配管理的關鍵。

2.3TCP/IP網絡和Goose信息交換、SV數據交換共網傳輸設備的應用

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

2.4合并單元設備的應用

合并單元設備（即MU，Merging Unit）主要部件是數模轉裝置，目的是將電壓電流互感器的二次側模擬量轉化成數字信號，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上一般設置有兩個數模轉換裝置，以保證采樣的可靠性。MU直接可以級聯傳輸數據，以適應多間隔間數據的傳輸。依據220kV以上變壓等級雙重化配置的需要，110kV以上的開關單元都設置有兩套MU，對應于兩套保護裝置。由于智能變電站處理的是數字量，對于數字信號的實時性具有相當高程度的要求。MU作為數字信號的采集的源頭，即使在失去GPS對時信號的情況下，內部時鐘也必須高度的精準度。這樣才能避免在對時系統故障的情況下，保護裝置因差動保護兩側采樣偏差而誤動作。

當然，變電站的智能化設備遠遠不止上述內容所述，還有常見智能門禁系統、網絡打印設備、火災報警系統等一系列設備，本文只是將一些常見的自動化設備應用進行分析。同時智能化設備也應用也存在一些諸如數據傳遞容量問題、數字信息的同步問題、二次回路圖實問題，相信伴隨這電力智能化設備的發展以及通信信息技術的進步，這些問題都能得到很好的解決，進一步發揮智能變電站的作用。

3　小結

綜上所述，我國變電站經歷了從RTU、分布式、數字化以及智能化的發展過程，自動化信息設備的綜合運用，使得變電站的安全性、穩定性以及環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備的應用，例如智能監控設備、時鐘同步設備、合并單元設備以及共網傳輸設備的應用。正如上文所述，智能變電站自動化設備遠不是上述四方面的內容，同時，這些自動化的設備在使用以及控制方面還有一些缺陷亟待解決，隨著我國技術水平的進一步提升，該類問題都應能得到較好的解決，進而實現我國電網生產、調配的現代管控。

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