基于数字化变电站自动化技术的应用研究

摘要：本文以数字化变电站的理论只是为依据，基于其结构和技术特征，研究探讨了当前数字化变电站自动化技术面临的问题，在阐释数字化变电站自动化技术应用的优点和重要意义的同时，提出解决当前问题的理论方法，进行可行性研究。

关键词：数字化变电站；自动化技术；研究可行性

1数字化变电站的结构

在物理框架中，自动化技术应用在数字化变电站主要有两种结构：智能化的一次设备和网络化的二次设备。在逻辑结构中，可将数字化变电站分为三个层次功能，分别是过程层功能，间隔层功能和站控层功能。这这个结构中各层次功能之间由过程总线和站级总线连接，全部采用高速网络通信。过程总线负责智能化一次设备和间隔层，站级总线则负责变电站和间隔层的通信。

1.1过程层功能

首先，除有功、无功、电能量等电气量可以通过间隔层运算得出结果以外，主要的电流、电压、相位等都需要进行实时的电气量检测。其次，设备在工作过程中诸如温度、压力等等参数必须在线监测统计并上传。再次，必须分合控制断路器、隔离开关，电容、电抗器投切控制，变压器的调节分接头控制以及直流电源充电和放电的控制等。要严格把握操作控制的执行。

1.2间隔层功能

间隔层简单来讲就是发挥着一种承上启下的通信的作用，间隔层包含测控保护、录播出现错误的保护和其他的智能电子设备。其主要工作就是保护控制智能化以及设备、闭锁间隔层的一切操作、采集数据并统计、控制其他操作以及控制操作指令的先后顺序。

1.3站控层功能

站控层的主要任务就是对信息进行宏观调控，保证各种数据在整体结构中的正常通信并运作，此外还有监管的功能。站控层的信息来源于通过两级高速网络汇总全站的实时数据信息，必须及时进行信息的更新传达准确的信息从而向相关控制指令传达给各个层次。且其具备的站层内部监控和人机连接的作用，能够显示、操作、打印、报警且具有影响和声音，能够实时准确的对其它层次设备进行维护和检修。

2数字化变电站的技术特征

数字化变电站以国际电工委员会61850为统一的标准，具有智能化的一级设备和网络化的二级设备的特点。

2.1一次设备智能化

传统的常规机电式继电器和控制回路的结构十分复杂，且导线连接十分杂乱，一次设备智能化以后，通过微处理器和光电技术的设计，在检测信号回路和被控制的操作驱动回路处理过程更加简化，数字程控器和数字公共信号网络取代了原有的连接方式，在二次回路中应用可编程控制器，传统的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光线所取代。一次设备智能化可以独立于变电站级的控制系统，自主执行本地功能并能直接处理设备信息。

2.2二次设备网络化

传统的变电站的二次设备主要有继电保护装置、运动装置、防止错误闭锁装置、测量监控装置、控制电压、同期操作装置和在线状态检测装置（正在发展并不完善）。而网络化的二次设备指的是将以上装置全部实现网络化，用网络将各机电设备做到高速准确的通信，设置一个标准化、模块化的微处理器进行信息通讯的媒介。这样一来传统二次设备经常出现的问题（如功能装置重复的一比零现场接口等）将不会出现，逻辑的网络功能模块的作用体现于此。

2.3标准平台的统一化

国际电工委员会61850将电工、电子和电力系统等等标准化，为数字化变电站自动化技术应用建立了统一的标准和信息模型。通过建立模型将通讯服务接口抽象化并对设备进行规范，从而实现智能设备之间的互动；对一次设备和二次设备建立模型必須依据变电站的信息，因此信息共享，资源来源于全局，从而达到变电站和控制中心可以放心通信。；根据可扩展标记语言进行设备功能、系统配置和网络之间进行描述、存储、交换、配置和管理，从而简化系统、配置和实施的程序。

3数字化变电站自动化技术应用的优点与效益分析

3.1变电站的各种功能可共享统一的信息平台

国际电工委员会61850对电力系统的相关问题标准化，实现数字化变电站自动化技术的应用，由此，电网的一次设备和二次设备发生了翻天覆地的变化，智能化和网络化的应用最大程度的提高了变电站在测量、保护、控制和监控等系统的工作效率和准确率。各信息能在整个系统内进行流通，采用统一的信息、数据和功能建立标准化的模型，此举不仅提高了变电站内部信息共享，也提高了变电站工作的效率和准确性，避免了由于重复建设造成的资金的浪费，换句话说节约了资金也就是降低了总体的成本。

3.2有利于变电站规模的扩大和功能的更新

传统的变电站要进行信息规模的扩大必须将原有的设备淘汰更新为更大规模的设备，而数字化变电站自动化技术使用后，扩大变电站规模就变得容易很多，不需要像传统的淘汰设备，只需要在网络上接入新设备即可，这样一来不但提高了变电站的功能和整体规模，能最大程度的降低资源浪费，节省投资成本。使得变电站的工作更加便捷快速，从而提高工作的效率。

3.3提高了变电站电气设备运行的安全可靠性

传统变电站通信设备大多采用电缆的形式进行接受信息和通信工作，这样既需要大量人力也需要耗费大量电缆的原资源，且一旦发生故障，由于电缆自身特点，导致检修十分麻烦。而新型的数字化变电站则就是为了解决原有的缺陷，光纤的使用，完全解决了传统电缆电磁兼容的问题，电气隔离高压和低压系统，最大程度上降低了检修的时间、频率和检修的难度。数字化变电站还创造性地将二次回路路线取消，取而代之以光纤和网线通信，这样就可以避免二次回路的一些隐患和故障，既节省了资源又节省了劳动力同时还能更高更快更安全更准确的进行工作和运行。

4结语

从上研究可以看出，传统的变电站不足以满足如今的要求，在网络快速发展的今天，数字化变电站自动化技术应用和发展迫在眉睫，必须将其广泛应用提上日程，其应用能够有效提高变电站工作效率的同时保证工作质量，还能节约资源和成本，一举多得，因此，将数字化变电站进行推广和发展对未来有深远的影响。未来智能化数字化还会不断发展，数字化变电站将向着光电互感器、智能化集成开关和智能变压器等数字化设备将不断应用在其中，最终实现信息的完全共享和各层次间的无缝通讯。

参考文献：

[1]赵磊，梁建鑫.电力调控自动化技术的实践应用探索[J].中国管理信息化，2017（20）.

[2]朱俊杰.发电站自动化技术分析[J].科技展望，2017（30）.

[3]郑峰.浅析自动化技术背景下水电厂的运行[J].科技展望，2017（28）.

作者简介：欧佐元（1995），男，汉族，海南琼海人，大学生，本科，研究方向：自动化。