二次一体化框架下变电站站控层体系架构探讨

陈跃文

（国网安徽省电力公司宣城供电公司 安徽省宣城市 245300）

二次一体化框架下变电站站控层体系架构探讨

陈跃文

（国网安徽省电力公司宣城供电公司 安徽省宣城市 245300）

在本文就二次一体化框架下变电站站控层体系架构探讨展开的研究中，笔者在二次一体化及无人值班的前提下，详细论述了变电站站控层体系架构的必要性、二次一体化框架下变电站站控层的体系架构、监控终端的功能定位、智能远动机的功能定位、智能远动机的关键技术，希望这一论述能够为我国电力事业的相关发展带来一定启发。

二次一体化；变电站；监控终端

前言

在我国电力事业的发展中，二次一体化建设已经成为这一发展的重要方向，而对于这一发展方向来说，变电站需要在数据中心的支持下才能够较好完成这一任务，为此本文采用了以智能远动机为核心、用监控终端代替当地后台，以此实现统一数据采集，统一出口的站控层体系架构。

1 二次一体化框架下变电站站控层体系架构的必要性

为了较好完成本文就二次一体化框架下变电站站控层体系架构探讨展开的研究，我们首先需要了解二次一体化框架下变电站站控层体系架构探讨展开的必要性，这一必要性可以细分为重新定位远动功能、重新定位后台功能两方面的必要性。

1.1 重新定位远动功能的必要性

在二次一体化及无人值班的前提下，变电站本身需要与主站通过数据中心建立上下贯通的关系，这样变电站图形与模型之间就能够实现较好的关联，源端维护和订阅发布等也能够得到较好的支持。值得注意的是，由于我国当下的运动设备发展尚不能较好满足二次一体化框架下变电站站控层体系架构需要，这就使得我国电网的二次一体化发展受到了较为直接的阻碍，这自然就使得远动功能需要进行重新定位，才能够满足无缝传输变电站数据模型以及各个专业综合数据这一变电站站控层体系架构需要[1]。

1.2 重新定位后台功能的必要性

在我国科学技术发展日益增速的今天，变电站无人值班已经成为我国电力事业发展的必然趋势，而对于无人值班的变电站来说，其本身并不需要配置强大的后台，也没有必要实现在线运行，这主要是由于主站能够较好完成监视、控制、决策等功能，所以无人值班的变电站只需要发挥数据和模型的传输功能就能够较好满足我国电网的运行需要，这就使得变电站本身后台功能的重新定位有着较强的必要性[2]。

2 二次一体化框架下变电站站控层的体系架构

对于二次一体化框架下变电站来说，其本身的架构与传统变电站相同，但在站控层中二者存在着较大的差别，图1为二次一体化框架下变电站站控层的体系架构，结合该图我们能够发现，这一变电站站控层主要由智能远动机与管理中心构成其物理结构，而智能远动模块、监视中心、控制中心、数据中心、管理中心构成等部分则构成了其逻辑结构[3]。

图1 二次一体化框架下变电站站控层的体系架构

对于这一二次一体化框架下变电站站控层的体系架构来说，智能远动机这一物理结构组成主要负责统一建模与存储、专业数据的综合采集等职责，而管理中心则主要负责厂站模型维护、资料管理、运行值班管理等功能，这些功能较好的为我国电网运行提供了有力保证。

3 监控终端的功能定位

对于二次一体化及无人值班前提下的变电站来说，数据远传是其基本功能，这就使得以往变电站需要担负的当地监控功能逐渐弱化，这一发展趋势下的变电站只需要简单的监控手段支持就能够较好的完成自身任务，监控终端就是变电站的最佳选择。对于二次一体化框架下变电站的监控终端来说，其本身只需要安装相关软件便能够完成自身任务，并不需要联网，这一特点使得监控终端能够在没有网络支持的前提下完成接线图和告警信息的展示、监控终端和智能远动机的配置、必要调试等功能[4]。

4 智能远动机的功能定位

对于二次一体化框架下变电站站控层的体系架构来说，智能远动机是其重要的组成部分，一般来说35kV以下电压等级的变电站需要配置一台智能远动机，而35kV以上电压等级的变电站则需要配两台，这样才能够满足变电站站控层的运行需求。由于这一体系架构中的智能远动机具备着智能远动模块、控制中心、告警展示以及数据中心等功能，这就使得其本身能够支持数据统一建模与统一存储、数据订阅发布、源端维护等功能的实现，而这些功能的实现也使得智能远动机能够较好满足这一二次一体化框架下变电站站控层的体系架构的需求。值得注意的是，为了保证智能远动机较好的发挥自身功能，其本身必须采用直采直送的原则，只有通过站控层数据总线完成信息的采集与交换，才能够较好的为我国电网运输提供支持[5]。

5 智能远动机的关键技术

为了较好完成本文就二次一体化框架下变电站站控层体系架构展开的研究，我们还需要了解这一架构核心智能远动机的关键技术，笔者将这一关键技术概括为数据模型图形、变电站的出站协议、源端维护与订阅发布、高级应用等四个方面。

5.1 数据模型图形

对于我国当下的变电站来说，IEC61850模型的选择最为常见，而IEC61970这一主要的公共信息模型也在我国拥有着较高的普及度，这种模型选择上的分歧使得二次一体化框架下变电站站控层体系架构的实现在数据模型层面面临着一定问题，而如果能够较好的解决这一问题，笔者建议在变电站端统一建立IEC61850模型、CIM及SVG信息点之间的关联，这样对于我国当下普遍应用的缩放矢量图形标准存在的不足将予以较好的解决，重复劳动的减少与满足不同调度使用的优势也使得其能够更好的为我国电网运输提供支持[6]。

5.2 变电站的出站协议

对于二次一体化框架下变电站站控层体系架构来说，变电站的出站协议同样关系着其自身功能能否实现较好发挥。据笔者调查得知，IEC60870-5-101/4是我国最常见的变电站与主站之间的远动协议，但由于这一协议本身制定较早，这就使得其不能够较好满足二次一体化框架下变电站站控层体系架构的需求。针对这一问题，笔者建议对IEC60870-5-101/4这一协议进行扩展，以此解决其本身存在的综合数据传输等问题，这样二次一体化框架下变电站站控层体系架构的实现就能够得到较好的支持。

5.3 源端维护与订阅发布

源端维护与订阅发布本身属于二次一体化框架下变电站站控层体系架构中智能远动机的重要功能，这些功能能够较好的发挥重复劳动减少等作用，其自然属于智能远动机的关键技术。

5.4 高级应用

对于二次一体化框架下变电站站控层体系架构中的智能远动机来说，程序化操作、VQC、五防逻辑等也属于其自身的关键技术。具体来说，在程序化操作这一关键技术中，由于这一架构中智能远动机采用了集中控制的方式，这就使得其本身能够较好的实现程序化操作，而扩展IEC104协议是这一程序化操作实现的关键；而在VQC这一智能远动机的高级应用中，采取变压器分接头调节和电容器投切是智能远动机实现这一关键技术的主要方法，需要事先设置控制策略是其关键所在；而在五防逻辑这一高级应用中，分类告警信息、适当时候关闭遥控模块是智能远动机的主要工作，通过判别每一步调度遥控命令就能够较好实现这一功能。

6 结论

在我国经济与社会快速发展的今天，我国变电站必将向二次一体化建设以及无人值班的方向发展，而对于这一发展来说二次一体化框架下变电站站控层体系架构能否较好实现就是其核心所在，为此笔者就这一体系架构展开了深入研究，希望通过这一研究能够为我国电力事业的更好发展带来一定启发。

[1]王志鹏.基于知识可视化的数字化变电站一体化监控系统的开发研究[D].太原理工大学，2012.

[2]黄 莉，杨永标，李卫良，田 伟，刘 骥，陈 璐.分层式组态化智能变电站一体化信息体系架构[J].电气自动化，2013，05：76～79.

[3]李颖超.新一代智能变电站层次化保护控制系统方案及其可靠性研究[D].北京交通大学，2013.

[4]郑炎.数字化变电站若干技术研究[D].华南理工大学，2012.

[5]裴星宇.珠海220kV琴韵数字化变电站关键技术研究[D].华南理工大学，2012.

[6]黄宇鹏.基于多Agent的智能变电站站域后备保护研究[D].北京交通大学，2015.

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1004-7344（2016）36-0112-02

2016-12-12