智能變電站過程層應用技術研究

李楚豫 陳添陽 趙晨曦

摘要：智能變電站是在傳統的變電站基礎之上融入智能化技術或者設備而設計出的新興變電站，智能變電站能夠實現自主完成對變電站中電量信息的搜集、電能的控制、用電保護等工作。智能變電站的設備網絡化主要是體現在系統結構上，其只要有站控層、間隔層、過程層組成，其中的過程層是在滿足IEC61850標準中相關要求的前提下堅持可靠性、穩定性的原則而設計出的技術，過程層技術設備的引入能夠有效的解決相關技術難題，例如設備運行時受到的干擾、不能夠有效合理的隔離高低壓、無法進行信息共享操作等，然而過程層技術中的設備相對比較復雜，加上技術上的復雜性使得人們對這項技術的運用有一定的疑義，而現階段的智能變電站中采用過程層技術方面還欠缺經驗，相關的設備運行方案達不成統一的共識，因此在智能變電站領域對過程層技術的探討是亟待解決的。

關鍵詞：智能變電站;過程層;應用技術

引言：

過程層技術在智能變電站中的運用是時代發展的必然趨勢，需要相關工作人員對這項技術進行充分的研究之后將該技術合理有效的應用于智能變電站中，這樣能夠有效的解決傳統變電站無法解決的難題，不僅有效推動了智能變電站的廣泛應用，還符合了國家可持續發展的戰略目標。智能變電站與過程層技術能夠完美結合能夠促進變電站發揮其實質性的作用，不僅提高了變電站工作人員的工作質量和工作效率，還提高了變電站為人們服務的質量，提高了人們的生活水平，進一步促進了國家經濟文明建設的進程。

1智能變電站過程層的介紹

智能變電站主要通過智能化設備實時監控用戶端用電量，將電能按需、安全、可靠輸送給用戶端。過程層在智能變電站自動化系統中的最底層，它是一次設備與二次設備的結合，主要完成運行設備的狀態檢測、操作控制命令的執行和實時運行電氣量的采集工作，實現基本的狀態輛和模擬量的數字化輸入/輸出，比如模擬量和數字量的轉換、開關量的輸入輸出等，可以說過程層的工作直接影響變電站的信息采集和操作執行的速度。

過程層是由一次設備（變壓器、斷路器、隔離開關、電壓/電流互感器等設備）和一次設備所屬的智能組件以及獨立的智能電子裝置構成，通過這些設備完成變電站電能分配、變換、傳輸及其測量、控制、保護、計量、狀態監測等相關功能。同時智能變電站還將常規變電站中間隔層的部分功能移至過程層，從而減輕間隔層的功能，確保信息采集的準確性以及高效性。另外，相比于一般的變電站，智能變電站的一、二次設備的使用上也發生了一些變化。首先他們在一次設備上采用電子式互感器代替以往的電磁式互感器，同時用智能化開關取代了以往的開關設備多個智能電子設備使用之間通過GOOSE、采樣值傳輸機制進行信息的傳遞。該設備的配備可以更好的監測變電站的電力使用情況以及信息的檢測與數據的采集等。

2智能變電站過程層存在的問題

過程層在目前實際工程應用中存在的最大問題便是它的不穩定性，在智能電網的過程層中會用到許多的新設備，但是這些設備的可靠性并未得到變電站運行實踐的證明。我們都知道在電網運行過程中，故障的發生與擴散往往就在瞬間，如果相關的智能設備可靠性得不到保障，那么整個變電站設備都將會面臨較大的沖擊，甚至造成更大范圍的設備損壞和電能損失。因此，智能變電站的推廣要以智能設備運行的可靠性作為保障，同時相關的操作單元要具備更強的抗干擾能力。

3.過程層的基本要求

3.1采樣值傳輸技術要求

采樣值傳輸是智能變電站中間隔層與過程層之間信息交流的重要環節，這個環節的存在將間隔層與過程層相互連接實現了兩者之間的相互通信，在這個過程中需要采樣值傳輸滿足一定的技術要求才能夠保證這個過程傳輸的穩定性。

對采樣值傳輸的技術要求是如下幾點：（1）當智能變電站的過程層上出現傳遞數據流量非常大的時候，需要對數據信息的實時性要求的高低進行判斷，若對數據信息的實時性要求高的時候需要采取發布者/訂閱者結構進行采樣值傳輸通信工作;（2）在相關的規范定義當中，智能變電站的過程層網絡是在采樣值傳輸通過光纖形式上實現接通，間隔層是利用過程層交換機的功能作用下接收采樣值的信號的，通過這樣的方式實現了數據信息的互相傳遞并共享的。

3.2GOOSE實時性要求

GOOSE是GenericObjectOrientedSubstationEvent的簡稱，意思是面向通用對象的變電站事件，是以發布者/訂閱者機制為基礎，能夠通過與智能變電站系統之間進行信息交流的方式快速和獲取相關的數據信息，并映射出這些數據信息到指定的平臺中。這個服務項目主要是在智能變電站中利用一次設備的作用在智能單元與間隔層保護設備之間進行數據信息的傳遞，也包括系統下發的信號或者命令。因此，在智能變電站運行的過程當中對于重要的信號或者命令要進行快速反應并實時進行傳遞到指定的目標設備系統中，在此期間就要求GOOSE具備實時性、時效性的特點。

3.3智能終端設計基本要求

作為智能變電站的重要設備，智能終端通過相關的線纜將自身組成部件與一次設備連接到一起，實現對智能變電站運行過程中的設備狀態等信息的實時監測。智能終端的主要服務對象就是GOOSE，在對其進行實時監測的前提下達到命令控制的目標。要想令智能終端合理有效的發揮其作用，就需要在進行設計安裝時考慮以下四點內容：（1）要滿足相關的技術標準，盡量選擇封閉的空間進行智能終端的安裝工作，以便對其進行必要的防護，并且防護的級別必須要盡可能高，避免任何因素對其運行產生不必要的影響;（2）由于智能終端的服務對象是GOOSE，而GOOSE的主要工作內容就是實時傳遞數據信息或者信號命令，因此智能終端也需要擁有足夠快的反應速度以及信息數據傳遞速度，在設計時就需要對這方面的功能進行保證，便于信息數據傳遞工作的連續性;（3）在進行智能終端的設計工作時要注意智能終端要具備信息存儲記錄的功能，因為在智能變電站運行過程中，智能終端需要對其服務對象GOOSE所接收到的命令，包括發送命令的源頭、接受命令的時間、傳遞命令的動作等，這些都需要智能終端進行數據備案記錄下來，而且還要在智能終端上設計相關的查看這些命令的方式，以便后續工作中要對這些命令進行查詢;（4）設計智能終端時還要對終端自身的功能進行完善，尤其是自身的通信和轉換功能，這些功能是執行智能變電站相關系統下發命令的前提條件。

結束語：

智能變電站過程層是智能變電站中十分重要的一環，在今后的發展中，優化及完善過程層設備，提高其精確性、實時性及可靠性，從而高效發揮電能的利用率，提高電網的運行效率，促進電網更加穩定可靠地發展。

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