郭祥曦 高帥

【摘 ?要】近年來，隨著“兩網(wǎng)”改造的深入和電網(wǎng)運行水平的不斷提高，大量采用遠方集中控制等自動化技術的綜合自動化變電站已投入運行。變電站綜合自動化系統(tǒng)為實現(xiàn)電力生產(chǎn)的現(xiàn)代化、科學化、信息化和自動化管理及時提供了有效的網(wǎng)絡信息和準確的數(shù)字，為電網(wǎng)安全、經(jīng)濟運行提供了重要的依據(jù)。

【關鍵詞】變電站綜合自動化系統(tǒng)改造;實踐應用;

但目前仍有很多老的變電站正在運行中，每年都需進行維護、整治，不僅維護成本，且管理效果并不理想每年都有新的問題出現(xiàn)。只有徹底進行改造，建成能實現(xiàn)綜合自動化無人值班變電站，才能從根本上解決問題。

一、應用的現(xiàn)狀

電力企業(yè)在電力生產(chǎn)、電力銷售以及供應等等環(huán)節(jié)都進行了較大的技術改造。但是我國的變電站自動化技術起步相對比較晚，新技術的應用還沒有全面展開，變電站綜合自動化技術應用并沒有得到較好的效果。隨著現(xiàn)代信息技術的發(fā)展，電子技術、信息技術以及計算機技術在變電站綜合自動化系統(tǒng)中都有了一定的應用。同時，由于變電站綜合自動化系統(tǒng)的應用要求不斷提升，我國的電力企業(yè)不斷增加電子技術人才方面的培養(yǎng)和引進，同時電力企業(yè)也對綜合自動化系統(tǒng)技術進行了更加深入的理解。針對綜合自動化技術應用方面的需求，電力企業(yè)從人才、資金以及電力設備等各個方面著手進行了升級改造，不斷提升綜合自動化系統(tǒng)技術的應用，確保我國社會電力能源的需求。變電站綜合自動化系統(tǒng)是供電網(wǎng)絡非常重要的組成部分，所以在變電站綜合自動化系統(tǒng)進行改造時要滿足基本的原則，從而滿足變電站運行穩(wěn)定、結構簡單以及便于維護的目的。在變電站綜合自動化系統(tǒng)設計過程中要充分考慮到技術先進性、結構簡單、功能齊全以及安全可靠方面的要求。到目前為止，我國的大部分城鄉(xiāng)電網(wǎng)都已經(jīng)實現(xiàn)了變電站自動化無人值守方面的改造，這也提升了電網(wǎng)建設的現(xiàn)代化水平，對于提升輸配電能力是非常重要的。電氣一次設備智能化、二次設備集成網(wǎng)絡化、調(diào)度運行管理經(jīng)濟自動化是數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)建設改造的重要特征。利用高效精確的電子式互感器，結合變電站統(tǒng)一通信標準，建設數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)，不僅實現(xiàn)變電站內(nèi)部各種數(shù)據(jù)信息高度實時共享，同時智能集成化電子設備（IED）具備的即插即用集成運算分析功能，構筑了集保護、實時測控、在線運行監(jiān)視、以及狀態(tài)檢修等功能為一體的數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)。

二、變電站綜合自動化系統(tǒng)改造的實踐應用

1.智能化電氣一次設備。數(shù)字化變電站智能化電氣一次設備是變電站高效經(jīng)濟調(diào)度運行的重要信息載體，為變電站綜合自動化系統(tǒng)提供系統(tǒng)運行的實時可靠數(shù)據(jù)信息，主要包括電子式電壓（電流）互感器、智能集成型斷路器和隔離開關、智能型動態(tài)調(diào)壓裝置、以及其他輔助單元智能電氣設備等。從圖1可知，數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)中電氣一次設備與二次設備間的數(shù)據(jù)通信接口媒介由原來的繼電器、電纜等模數(shù)轉換數(shù)字通信接口模式轉化為光纖光纜的光電數(shù)字直接通信接口模式，且數(shù)字接口滿足數(shù)字化變電站相關通信規(guī)約標準，能夠被變電站通用的保護、測控、以及其他IED智能電子設備訪問。此外，數(shù)字化變電站中智能化電氣一次設備還能對設備自身運行工況特性進行實時自檢，擁有實時數(shù)據(jù)信息記錄和運行狀態(tài)檢測等功能，并把其運行的健康狀態(tài)、運行工況模式等數(shù)據(jù)信息直接以數(shù)字信號形式傳輸給相關數(shù)據(jù)運算分析單元，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息資源共享。在數(shù)字化變電站中，電子式電流互感器一般遵循通信規(guī)約標準，而電子式電壓互感器則遵通信規(guī)約標準，經(jīng)過數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)中智能設備合并單元（MU）進行通信規(guī)約轉換后，就能滿足變電站二次繼電保護系統(tǒng)實時運行數(shù)據(jù)信息采樣值的發(fā)送，經(jīng)GOOSE變電站通信過程總線與變電站層中的工作站、遠動站等功能單元進行實時數(shù)據(jù)信息通信。

2.網(wǎng)絡化電氣二次裝置。以變電站標準形成的變電站各種二次裝置，不僅可以有效提高各裝置間的集成自動化水平，同時有效增強其相互間的互操作性。數(shù)字化變電站中的各類電氣二次設備，如：保護測控裝置、防誤閉鎖功能設備、電壓無功實時調(diào)節(jié)等設備裝置不再像常規(guī)變電站那樣相互間通過獨立靜態(tài)耦合方式進行簡單數(shù)據(jù)信息互聯(lián)，而是通過具有數(shù)據(jù)信息傳輸速率大、傳輸精度高等特性的以太網(wǎng)形式進行平行互聯(lián)，且各二次設備間接口通信規(guī)約具有統(tǒng)一IEC61850標準，不僅優(yōu)化了變電站綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡結構，減少了設備間電纜連線復雜性，使整個系統(tǒng)變得簡潔明了，提高了系統(tǒng)調(diào)試維護、生產(chǎn)運行的綜合效率;同時實現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息資源間的高度實時共享互操作，避免了常規(guī)變電站二次設備間功能重復設置、采集數(shù)據(jù)傳輸轉換延時性等弊端。

3.變電站調(diào)度經(jīng)濟運行自動化管理。常規(guī)變電站在進行調(diào)度運行時，需要運行管理人員對設備進行定期檢修維護管理，不僅會造成日常大量人力物力浪費，同時還會由于運行維護措施不及時、不合理等影響系統(tǒng)精密儀器設備的綜合使用性能，嚴重時還可能造成設備內(nèi)部一些隱性故障由于沒有及時發(fā)現(xiàn)處理，使故障演變?yōu)槭鹿?，給變電站經(jīng)濟運行帶來巨大損失。數(shù)字化變電站中的所有電氣一次設備、二次設備均具備完善可靠的自檢和互檢功能，不僅能夠快速、可靠、準確的識別出各類設備系統(tǒng)中的輕微異常信息，同時還能根據(jù)設備實時自檢數(shù)據(jù)信息，構筑科學合理的運行管理策略，利用設備“狀態(tài)檢修”自檢功能達到對整個數(shù)字化變電站設備的自動化調(diào)度管理。

三、數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)改造方案

一座220kV變電站進行數(shù)字化綜合自動化系統(tǒng)改造，以作為該區(qū)域變電站后期建設改造的典型示范變電站。在數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)改造設計過程中，選用電子互感器和智能控制單元作為變電站過程層主要數(shù)據(jù)信息采集、現(xiàn)地操作功能設備;采用數(shù)字化電能表進行電能數(shù)據(jù)計量統(tǒng)計分析;采用符合變電站IEC61850標準的二次智能電子設備IED和具備在線智能分析運算的集成監(jiān)控系統(tǒng)，在擬實施改造的220kV數(shù)字化變電站中，整個綜合自動化系統(tǒng)將完整采用變電站統(tǒng)一IEC61850標準通信規(guī)約。過程層合并單元MU將電子式電壓（電流）互感器通過光纖通信媒介，直接與間隔層的保護、測控裝置進行互聯(lián)，同時采用光纖以太網(wǎng)點對點通信模式，完成數(shù)字化變電站過程層交流數(shù)據(jù)信號的實時采集和遠程傳輸。采用現(xiàn)地安裝的智能控制保護單元和操作執(zhí)行控制機構實現(xiàn)對智能開關、刀閘運行狀態(tài)的采集和“分合閘”操作的動態(tài)控制。過程層中的智能控制單元和間隔層中的測控、保護等裝置間的數(shù)據(jù)信息交換通過間隔層中的內(nèi)組網(wǎng)方式（GOOSE網(wǎng)），并按照雙網(wǎng)冗余設計原則構筑數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)通信網(wǎng)絡。間隔層中的保護、測控、以及其他智能電子設備IED通過系統(tǒng)總線式100M雙以太網(wǎng)與變電站站控層中的工作站、服務器、工程師工作站進行互聯(lián)。對于變電站中少數(shù)不支持通信規(guī)約的智能設備單元而言，可以通過相應規(guī)約轉化器轉換后接入到變電站站控層各功能單元中。

結束語：電力能源是我國最為重要的能源之一，對于確保社會的正常發(fā)展以及人們的正常生活具有非常重要的作用。隨著變電站技術水平的不斷提升以及電力能源方面的供應需求，我國不斷加快變電站綜合自動化系統(tǒng)的技術改造以及新技術應用。通過變電站綜合自動化技術應用能夠?qū)ψ冸娬具M行在線監(jiān)控，能夠滿足變電站運行自動化方面的要求，能夠確保變電站安全運行。

參考文獻：

[1]劉曉菲. 論變電站綜合自動化系統(tǒng)的改造與應用[J].民營科技，2018（03）：15-17.