智能變電站過程層應(yīng)用技術(shù)研究

周淑蕓

摘 要：科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和普及，對(duì)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生了深刻的影響。變電站作為現(xiàn)代社會(huì)穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障，對(duì)社會(huì)發(fā)展起著重要的支撐作用。新形勢(shì)下，科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用使其呈現(xiàn)出智能化和信息化的發(fā)展特點(diǎn)，本文從變電站的運(yùn)行角度入手，闡述了智能變電站過程層的相關(guān)內(nèi)容，并探析了它的基本要求。

關(guān)鍵詞：智能變電站；過程層；應(yīng)用技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.170

0 引言

隨著電力企業(yè)體制改革的不斷深入，電力企業(yè)的經(jīng)營運(yùn)行得到了極大的改善。科學(xué)技術(shù)作為一種先進(jìn)的生產(chǎn)力，它在變電站中的應(yīng)用可以提高變電運(yùn)行的自動(dòng)化和智能化，提升運(yùn)行質(zhì)量和效率，促進(jìn)技術(shù)管理的進(jìn)一步發(fā)展，過程層作為智能變電站智能化系統(tǒng)的重要組成部分，它的技術(shù)應(yīng)用狀況直接關(guān)系著整個(gè)智能變電站系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，因此，對(duì)于智能變電站的管理人員來說，就需要加強(qiáng)這方面的管理和控制工作。

1 什么是過程層

1.1 過程層的含義

在智能變電站的自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)成中，主要涉及到三個(gè)部分，即過程層、間隔層以及站控層，三層之間的連接是采用應(yīng)用分層、應(yīng)用分布以及開放式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。它是在一層設(shè)備和二層設(shè)備之間的結(jié)合面，是屬于最底層的一種，主要的作用是對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)起到監(jiān)測(cè)分析，并且在這一過程中過程層還能以數(shù)字化的形式來實(shí)現(xiàn)基本狀態(tài)量和模擬量的輸入和輸出，就是把之前變電站的間隔層中某些應(yīng)用移交給過程層來實(shí)現(xiàn)[1]。一般來說，過程層的信息傳輸方式是借助光纖通信完成的，它的服務(wù)方式有兩種基本類型，即采樣值傳輸（SMV）和GOOSE信息傳輸。

1.2 過程層的構(gòu)成結(jié)構(gòu)

從當(dāng)前的過程層構(gòu)成現(xiàn)狀來看，它的構(gòu)成主要是由變壓器、隔離開關(guān)以及斷路器等一次設(shè)備和所屬這些一次設(shè)備的智能組件，還包括部分智能電子裝備等。智能變電站的過程層技術(shù)采用的是新型電子式互感器和智能化的開關(guān)。過程層采用采樣值（SMV）和GOOSE兩種形式來完成信息的傳輸，在這樣的傳輸形式下可以為電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和智能變電站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、圖像等提供很大的便利，也可以對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的調(diào)整提供參考依據(jù)[1]。

2 智能變電站過程層的應(yīng)用技術(shù)方案

2.1 常規(guī)互感器

在常規(guī)互感器的方案設(shè)計(jì)中，對(duì)于過程層的技術(shù)應(yīng)用分析，我們以220kV線路的保護(hù)為分析對(duì)象，以常規(guī)互感器來實(shí)現(xiàn)采樣值的數(shù)字化。在完成現(xiàn)場(chǎng)采集單位的配置后，它的具體模擬量要按照FT3的格式來輸出，之后通過光纖的形式來接入合并單元。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的保護(hù)方案來看，這個(gè)方案是依據(jù)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，這種設(shè)計(jì)方案保護(hù)裝置不經(jīng)過交換機(jī)而直接采樣，直接通過GOOSE跳斷路器，且可經(jīng)GOOSE網(wǎng)絡(luò)方式啟動(dòng)斷路器失靈及重合閘。這種方案在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn)就是可以從長遠(yuǎn)發(fā)展的角度來思考，后期工程中可以把常規(guī)互感器改造成電子式互感器，但是它的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，對(duì)于常規(guī)電流互感器的飽和問題得不到高效的解決處理[2]。

2.2 電子式互感器直采直跳的方案

我們還以220kV線路保護(hù)為分析對(duì)象，這種方案采用的是電子式互感器，基于這一層面的原因，它是不需要進(jìn)行單元采集的，可以順利的實(shí)現(xiàn)直采直跳狀態(tài)。簡單來說，就是它的過程層采樣值和繼電保護(hù)相關(guān)GOOSE信息之間的傳輸是以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的形式實(shí)現(xiàn)的，其他非繼電保護(hù)的GOOSE信息、采樣值傳輸可采用網(wǎng)絡(luò)模式。那么在這個(gè)方案體系中，繼電保護(hù)的采樣值是按照IEC61850-9的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的。它所采用的保護(hù)裝置是雙重化配置，每套保護(hù)包含完整的主、后備保護(hù)功能，這也是設(shè)備穩(wěn)定性和安全性的內(nèi)在要求。那么經(jīng)過對(duì)實(shí)際的應(yīng)用分析來看，它的優(yōu)點(diǎn)主要是可以節(jié)省中間的交換機(jī)環(huán)節(jié)，不需要同步對(duì)時(shí)信號(hào)，此外，它的保護(hù)及合并單元所需網(wǎng)口較多，存在嚴(yán)重的發(fā)熱量，需要使用到更多的光纜和交換機(jī)[2]。

2.3 三網(wǎng)合一的過程層方案

所謂的三網(wǎng)合一主要指的是IEC61850-9-2采樣信息、IEEE1588對(duì)時(shí)信息和GOOSE信息共網(wǎng)傳輸?shù)姆桨?。?duì)于這種方案的分析，我們以實(shí)際應(yīng)用的變壓器保護(hù)為例來闡述，在它的結(jié)構(gòu)中，間隔層和過程層合并單元所采用的是IEC61850-9-2，它和過程層智能終端合并單元主要采用的是GOOSE通信協(xié)議。過程層網(wǎng)絡(luò)按間隔配置獨(dú)立的間隔交換機(jī)，各間隔通過主干網(wǎng)交換機(jī)組成過程層網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息共享。

這種方案在實(shí)際應(yīng)用中也是十分常見的，那么通過對(duì)其的分析可以總結(jié)出它的優(yōu)點(diǎn)有采樣值傳輸、GOOSE、IEEE1588三網(wǎng)合一，最大程度實(shí)現(xiàn)了信息共享。那么它和剩余的兩種方案相比較來看，它的網(wǎng)絡(luò)傳輸結(jié)構(gòu)較為簡單和清晰，一般是不需要應(yīng)用較多光纜和交換機(jī)來做附件的。那么不論是它的設(shè)計(jì)還是安裝都是不需要較多繁瑣環(huán)節(jié)的，同時(shí)這種方案也為后期的維護(hù)保養(yǎng)提供了很大便利。除此之外，這種三網(wǎng)合一形式的方案是符合未來技術(shù)發(fā)展方向的，不過需要注意的是，在其應(yīng)用的過程中，它對(duì)技術(shù)的要求較高，要具備專業(yè)的技術(shù)作支撐，因此，它的技術(shù)會(huì)有一定的難度，并且從當(dāng)前的應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀來看，對(duì)于它的可靠性也沒有十足的把握，它所需要的冗余手段也不很充足，基于此，就需要技術(shù)人員在采用這種方案時(shí)要重點(diǎn)關(guān)注冗余技術(shù)的研究[3]。

3 總結(jié)

通過上述的分析可以看出，智能變電站是在科學(xué)技術(shù)應(yīng)用下的一種新的變電站形式，同時(shí)也是電力系統(tǒng)未來發(fā)展的趨勢(shì)。過程層作為其重要的構(gòu)成部分，它的技術(shù)研究工作直接關(guān)系著變電站的運(yùn)行狀況，在通過對(duì)過程層的相關(guān)內(nèi)容分析基礎(chǔ)上，對(duì)過程層的技術(shù)要求進(jìn)行了研究，并通過對(duì)當(dāng)前的實(shí)際案例研究提出了三種技術(shù)方案，這三種方案中，三網(wǎng)合一方案是最為合理的一種，應(yīng)用的實(shí)效性很好，對(duì)于技術(shù)人員來說就要重點(diǎn)關(guān)注它的技術(shù)性和可靠性兩個(gè)方面，加強(qiáng)這兩方面的研究，確保智能變電站過程層的技術(shù)應(yīng)用良好。

參考文獻(xiàn)：

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