智能變電站的調控信號分析與精簡

張忠 何楊

【摘 要】隨著科技的發展，智能變電站也得到迅速發展。智能變電站通過應用先進、環保、可靠的裝備，以及信息網絡化、信息共享化的標準要求，可以完成對信息的自動采集、測量、控制、保護、計量和檢測的目的。同時，智能變電站還能按照需求對電網進行自動控制、智能調節和在線分析，協同互動等，對電網的未來發展有一定的方向性指導作用。

【關鍵詞】智能變電站；調控信號；分析；精簡

近年來，我國電網規模進一步擴大，伴隨著相應的故障問題以及異常現象，需要通過智能變電站的調控信號進行分析，以便及時發現問題，并采取相應的措施調整，保證供電的穩定性、安全性、可靠性。

一、智能變電站結構概況

目前的智能變電站主要結構為“三層兩網”，即站控層、間隔層、過程層，站控層網絡、過程層網絡。

站控層主要是由站級監視控制系統、站域控制、對時系統等組成，可以對智能變電站內的所有設備進行監視、控制和信息互換，實現采集數據、監視控制、封閉操作、信息保護等目的。間隔層主要由繼電保護裝置、測控裝置、故障錄播等組成，對變電站有保護、監視運行和操作控制作用。過程層主要由智能終端設備和合并單元組成，可以完成采集電壓電流信號的要求，還能采集一次設備告警及設備操作，對變電站有一定的控制作用。

站控層和間隔層之間用來進行信息交換的網絡就是站控層網絡，適用于監視和控制站域。間隔層設備和過程層設備進行信息互動的網絡就是過程層網絡，使用過程中要考慮網絡的可靠性和安全性。

二、智能變電站的調控信號分析

（一）過程層設備信號

通常情況下變電站會將電流、電壓等模擬信號傳到保護、測控裝置，這一過程通過二次電纜輔助進行，同時保護及測控的控制命令傳輸到斷路器也是通過二次電纜實現。智能變電站有所差異，主要根據合并單元格的方式把TV于TA的相應二次模擬信號轉化為成光信號，有光纖作用上傳于間隔層[1]。另外，間隔層控制命令同樣利用光纖傳輸，到達智能終端，對斷路器進行控制，這就使得智能變電站裝置較多。

智能變電站中的合并單元和智能終端都存在著“裝置異常”和“失電告警”兩個硬接點信號如果出現異常，就會發出相應的警告，防止出現較嚴重的危險事故。智能終端咳根據實際情況定義信號，對于人員調控，排除故障有重要作用。

（二）間隔層設備信號

智能變電站的正常運行中要注意光纖鏈路狀況和數據傳輸狀況，因此間隔層出現的保護以及測控裝置中會出現相應的特有信號，用來檢測鏈路和數據傳輸。

（三）過程層網絡和站控層網絡信號

智能變電站中的過程層網絡和站控層網絡的正常運行對整個電網的可靠運行尤為重要。這兩種網絡中有交換機硬接點信號，會對裝置出現異常，失電時告警方面有較大作用。不過光纖鏈路信息及數據傳輸的正常進行，還是需要通過保護、測控等裝置發出的信號才能進一步判定。

三、智能變電站的調控信號精簡

（一）規范信號

就目前電力系統的技術而言，尚未存在專業的應對智能變電站規范喜好的措施，不過有相關的線路保護的方式，可以精調控信號，對智能變電站的信號進行篩選、分類與合并。當出現異常狀況時，可以從SV數據異常和鏈路中斷以及GOOSE數據異常和鏈路中斷信號來判斷。

（二）明確目標信號

確定目標信號是精簡智能變電站調控信號的重要部分，合并單元以及智能終端在自檢告警的情況下，能夠發現過程層網絡的異常準考，當網口出現中斷時，就會使得過程層設備出現“裝置異常”的信號。這種情況下，智能變電站的相應設備會進行保護，測控裝置同時發出“鏈路中斷”或者是“數據異常”等相關信號。因此，過程層設備中出現的硬接點信號只需要明確“失電告警”和“裝置異常”即可。分析過保護、測控裝置的二次結構后，就可以探索出相應的鏈路。在各個鏈路分別獲取“數據異常”以及“鏈路中斷”的信號，就能基本上確定目標信號[2]。在220kV線路中，智能確定目標信號需要有相關的技術應用，因此，必須有專業的人員按照程序進行確定，以便使得供電狀況更加具有安全性、可靠性。

（三）具體措施

智能變電站的保護和測控裝置中，是不能直接得出相關的“數據異常”和“鏈路中斷”信號，要想得到這些信號，還需要通過具體的措施進行。首先需要在原始調控信號基礎上，進行適當的分類與合并，對于出現的所有可能會造成鏈路中斷的信號進行分類，再合并，最終可以得到“鏈路中斷”的信號。這種方式也是在智能變電站中較為常用的一種方式，準確性也相對較高。同樣的，可以將出現的多有可能會造成數據異常現象的信號進行分類再合并，最終得出“數據異常”的結果。在220kV線路中，這種得出“數據異常”和“鏈路中斷”信號的方式經常應用。

（四）精簡跨間隔層保護裝置信號

智能變電站中，間隔層保護裝置信號也是重要的一部分。母差保護和主變保護的信息主要來自不同的間隔層，另外起到控制作用的斷路器通常也來自于間隔層。因此，精簡跨間隔層保護裝置，得到相應的信號有利于智能變電站的正常運行[3]。具體方式是先將與之有關聯的信號進行合并處理，得出“數據異常”和“鏈路中斷”，隨之對出現同等結果的信號按照同樣的方式進行合并，就可以達到精簡跨間隔層保護裝置信號的目的。比如正常情況下，220kV線路上的母差保護，當其中一套保護中的一個間隔到母差的電流鏈路出現中斷的情況，這套保護就會隨之封閉。因此就可以在這套母差保護到任何一個間隔中出現的具有相同特征的鏈路中斷進行合并，組成一個“鏈路中斷”的信號。

四、結語

綜上所述，電網的規模在不斷擴大的同時，對智能變電站的要求越來越高，做好精簡調控信號尤為重要。在日常工作中，要逐步積累運行智能變電站的經驗，總結規律，規范智能變電站的調控信號，為電網的安全、可靠提供依據。

【參考文獻】

[1]胡九龍， 楊昀， 徐銀鳳，等. 智能變電站的調控信號分析與精簡[J]. 湖南電力， 2013（s2）：10-12.

[2]林凡靖. 智能變電站信號調控處置分析[J]. 中國新技術新產品， 2017（13）：22-23.

[3]杜潔敏. 智能變電站故障診斷模型和恢復策略的研究[D]. 華北電力大學（北京）， 2016.