石磊

摘 要：自動(dòng)化技術(shù)在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用，對于實(shí)現(xiàn)變電站資源共享，提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性等方面具有重要意義。對數(shù)字化變電站的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，同時(shí)介紹了數(shù)字化變電站的特征，重點(diǎn)闡述了自動(dòng)化技術(shù)在數(shù)字化變化站中應(yīng)用的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化技術(shù)；數(shù)字化變化站；應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，變電站自動(dòng)化已經(jīng)正在實(shí)現(xiàn)由集成電路代替電磁式繼電器的轉(zhuǎn)變，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日益普及，計(jì)算機(jī)在變電站自動(dòng)化技術(shù)方面得到了廣泛應(yīng)用。目前，世界上最先進(jìn)的變電站自動(dòng)化技術(shù)是數(shù)字化變電站技術(shù)，基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備智能化與網(wǎng)絡(luò)化，通過智能化終端，數(shù)字化計(jì)量儀表，IEC61850協(xié)議構(gòu)成的具有分層分布式的變化站實(shí)現(xiàn)了全智能化，實(shí)際上也就是變電站信息通信的網(wǎng)絡(luò)化，數(shù)字化與標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息資源的共享，不但使得變電站系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性與穩(wěn)定性提升，同時(shí)和常規(guī)變電站相比，其維修更方便，操作更簡單。自動(dòng)化技術(shù)在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用對于電網(wǎng)的發(fā)展有著非常重要的作用與意義。

1 數(shù)字化變電站結(jié)構(gòu)功能與特征分析

數(shù)字化變化站自動(dòng)化結(jié)構(gòu)其物理層被分為智能化一次設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備兩個(gè)方面；數(shù)字化變化站自動(dòng)化結(jié)構(gòu)在邏輯層上被分成了“站控層”，“過程層”以及“間隔層”三個(gè)方面。各個(gè)層次內(nèi)部利用站級總線與過程總線進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)了高速通信。變電站與間隔層設(shè)備的通信通過站級總線進(jìn)行處理，變電站智能化設(shè)備與間隔層設(shè)備間的通信通過過程總線進(jìn)行處理。①變電站站控層功能。對于變電站的各種實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)，利用高速網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行搜集整理，對于數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)了隨時(shí)更新，同時(shí)能夠?qū)v史數(shù)據(jù)庫進(jìn)行登錄，通過規(guī)定，把數(shù)據(jù)庫的相關(guān)數(shù)據(jù)向控制中心或以及調(diào)度中心傳遞，同時(shí)向變電站的過程層與間隔層傳遞控制中心或者調(diào)度中心的控制命令。能夠?qū)崿F(xiàn)對變電站故障的自動(dòng)分析與遠(yuǎn)程無人監(jiān)控，可以實(shí)現(xiàn)圖象的顯示，打印，報(bào)警等功能。②變電站過程層功能。通過變電站的過程層能夠?qū)崿F(xiàn)對電網(wǎng)中電壓，電流，諧波等的檢測，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對于電網(wǎng)運(yùn)行設(shè)備狀態(tài)參數(shù)溫度，密度，壓力，機(jī)械特性等的統(tǒng)計(jì)監(jiān)控；另外，通過實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)控制變壓器的分接頭，控制電容，電抗器的投切，控制直流電壓的充放電等執(zhí)行操作的控制。③變電站間隔層的功能。通過間隔層能夠?qū)崿F(xiàn)對本層實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的搜集整理，同時(shí)能夠?qū)Ρ緦拥囊淮卧O(shè)備進(jìn)行控制保護(hù)，對本間隔層的操作實(shí)現(xiàn)了閉鎖功能，控制數(shù)據(jù)采集統(tǒng)計(jì)以及運(yùn)算的優(yōu)先級，并且，間隔層可以對電能量，有功，無功等進(jìn)行運(yùn)算；實(shí)現(xiàn)了對設(shè)備間信息的傳遞，具有承上啟下的作用。

基于數(shù)字化變化站的結(jié)構(gòu)特征，自動(dòng)化變電站具有以下特征。①數(shù)字化變電站平臺(tái)建設(shè)具有標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一化的特征?；贗EC61850標(biāo)準(zhǔn)的電力系統(tǒng)建模規(guī)則，使得變電站自動(dòng)化的建模和信息交互有了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。利用對設(shè)備描述的規(guī)范化，通信服務(wù)接口的規(guī)范化，使得智能設(shè)備之間的相互操作得到了實(shí)現(xiàn)；同時(shí)統(tǒng)一平臺(tái)的建設(shè)，使得變電站的資源實(shí)現(xiàn)了共享，而具有全局的變量名則實(shí)現(xiàn)了變電站內(nèi)部以及變電站和控制中心的無縫通信；通過XML語言實(shí)現(xiàn)了變電站系統(tǒng)配置，設(shè)備的功能以及網(wǎng)絡(luò)的連接，使得變電站系統(tǒng)的工程實(shí)施，維護(hù)都變得簡單。②數(shù)字化變電站的一次設(shè)備具有智能化的特征。通過光電技術(shù)以及微處理器技術(shù)的設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)一次設(shè)備被控制和被檢測信號(hào)回路的驅(qū)動(dòng)處理，使得傳統(tǒng)繼電保護(hù)回路的結(jié)構(gòu)被簡化，同時(shí)傳統(tǒng)的導(dǎo)線連接被先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)網(wǎng)絡(luò)代替，傳統(tǒng)的強(qiáng)電的模擬信號(hào)以及控制電纜也被光纖以及光電數(shù)字化技術(shù)所代替，從而實(shí)現(xiàn)了對信息處理的自動(dòng)化與獨(dú)立性。③數(shù)字化變電站的二次設(shè)備具有網(wǎng)絡(luò)化的特征。數(shù)字化變電站中測量控制設(shè)備，遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備，電壓無功控制設(shè)備，繼電保護(hù)設(shè)備，防誤閉鎖設(shè)備等都實(shí)現(xiàn)了模塊化，標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)制造，因此，通過數(shù)字化變電站的網(wǎng)絡(luò)化，使得各個(gè)設(shè)備之間能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的信息鏈接，使得設(shè)備之間以及設(shè)備與變電站之間的通信及時(shí)迅速。

2 自動(dòng)化技術(shù)在數(shù)字化變電站中應(yīng)用的優(yōu)勢分析

第一，自動(dòng)化技術(shù)在數(shù)字化變化站中的應(yīng)用，使得變電站各種信息實(shí)現(xiàn)了共享。數(shù)字化變電站的建設(shè)給予IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用，使得變電站計(jì)量，保護(hù)，監(jiān)控等系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了在網(wǎng)絡(luò)中電流信息，電壓信息，變電站運(yùn)行狀態(tài)信息等同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的接收，同時(shí)，變電站的控制信息也能夠?qū)崿F(xiàn)同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的接收，而不需要進(jìn)行信息采集，信息執(zhí)行以及信息傳遞等不同網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。因此，實(shí)現(xiàn)了變電站的資源共享，同時(shí)也使得變電站系統(tǒng)的互操作性得到提高，并且資源的共享使得變電站重復(fù)建設(shè)的投資降低。

第二，自動(dòng)化技術(shù)在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用，使得變電站的規(guī)模及功能得到擴(kuò)展。數(shù)字化變電站中實(shí)現(xiàn)了通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)備間以及設(shè)備與變電站之間信息的傳遞，當(dāng)將新的設(shè)備接入到通信網(wǎng)絡(luò)中，即可實(shí)現(xiàn)了變電站新的功能，并不必將原有設(shè)備進(jìn)行更換，從而使得建設(shè)的成本降低，同時(shí)也使得變化站的工作更加便捷，工作效率不斷提高。

第三，自動(dòng)化技術(shù)在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用，使得變電站的測量精度得到了提高。通過變電站的互感器中模擬信號(hào)對設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集時(shí)，會(huì)出現(xiàn)很大的附加誤差。自動(dòng)化技術(shù)下數(shù)字化變電站數(shù)據(jù)的采集，是基于電子式的互感器，具有高精度的特征，使得變電站的測量更加精確，從而使得變電站的工作效率與質(zhì)量都得到了提高。同時(shí)，數(shù)字化的測量系統(tǒng)的重量比較輕，體積也比較小，能夠?qū)崿F(xiàn)在變電站開關(guān)設(shè)備系統(tǒng)中的智能集成，從而能夠?qū)崿F(xiàn)變電站機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)與優(yōu)化。

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