數(shù)字化變電站自動化技術(shù)的應(yīng)用

柳智勇

摘要：為在電力行業(yè)發(fā)展中，分析數(shù)字化變電站性能完善方式，文章結(jié)合數(shù)字化變電站特點，對數(shù)字化變電站自動化技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢展開討論。借此創(chuàng)新數(shù)字化變電站運維管理模式，提高我國變電站自動化水平。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化變電站;自動化技術(shù);應(yīng)用優(yōu)勢

引言：數(shù)字化變電站的產(chǎn)生，明確著電力行業(yè)變電站建設(shè)的自動化發(fā)展趨勢，深入研究數(shù)字化變電站自動化技術(shù)，對保障變電站運維質(zhì)量，提高變電站整體建設(shè)水平意義重大。因此，本文對數(shù)字化變電站自動化技術(shù)的應(yīng)用展開研究，旨在明確自動化技術(shù)與數(shù)字化變電站的融合價值。

一、數(shù)字化變電站相關(guān)概述

數(shù)字化變電站屬于綜合性較強的數(shù)字化系統(tǒng)，由站控層、過程層、間隔層組成。其中，站控層基本功能在于更新變電站內(nèi)的數(shù)據(jù)庫，并結(jié)合相關(guān)要求，將數(shù)據(jù)庫內(nèi)數(shù)據(jù)傳遞至間隔層、過程層，用以控制變電站供配電服務(wù)。另外，站控層可在系統(tǒng)動態(tài)化監(jiān)控中，利用自身在線編程作用，實現(xiàn)人機交互，保證變電站穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。數(shù)字化變電站中，間隔層則具有匯總站內(nèi)信息，維護、控制一次設(shè)備，同時在數(shù)據(jù)采集、運算基礎(chǔ)上，支撐變電站內(nèi)電氣設(shè)備對話，使站內(nèi)設(shè)備能夠協(xié)同運行。過程層是數(shù)字化變電站檢測電壓、相位、諧波、電流等參數(shù)的功能結(jié)構(gòu)，可通過整理已知參數(shù)計算變電站設(shè)備有功功率、供電量。再者，過程層可在變電站運行期間，統(tǒng)計變電站設(shè)備運行數(shù)據(jù)，通過將其傳送到數(shù)字化變電站總控制臺后，控制變電站斷路器開關(guān)、電源充放電[1]。

二、基于自動化技術(shù)的數(shù)字化變電站特點

數(shù)字化變電站自動化技術(shù)實踐中，變電站智能化、網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)運行自動化特點愈發(fā)突出。首先，數(shù)字化變電站智能化特點，主要體現(xiàn)在一次設(shè)備設(shè)計處理中?；谧詣踊夹g(shù)，一次設(shè)備可在應(yīng)用光電及微處理技術(shù)前提下，借助自動電子互感器更換設(shè)備內(nèi)傳統(tǒng)互感器，從而在設(shè)備內(nèi)部構(gòu)件、核心技術(shù)集成運用中，支撐一次設(shè)備信號傳遞，提高設(shè)備智能化水平。其次，數(shù)字化變電站中，微處理、網(wǎng)絡(luò)通信、自動化技術(shù)可作為二次設(shè)備連接基礎(chǔ)，使二次設(shè)備內(nèi)部數(shù)據(jù)信息能夠?qū)崿F(xiàn)資源共享，使設(shè)備在數(shù)據(jù)處理中呈現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)化特點。最后，傳統(tǒng)變電站中需要定期維護、檢修設(shè)備，保證變電站穩(wěn)定運行，而自動化技術(shù)引進數(shù)字化變電站后，可實時統(tǒng)計設(shè)備狀態(tài)，自動檢查變電站運行中的設(shè)備性能參數(shù)，并生成故障報告，明確系統(tǒng)自動化管理趨勢。

三、數(shù)字化變電站自動化技術(shù)的應(yīng)用

（一）應(yīng)用優(yōu)勢

1.??? 強化變電站安全可靠性

相較于數(shù)字化變電站，傳統(tǒng)變電站設(shè)備設(shè)計處理時所用技術(shù)不夠新穎，且設(shè)備主要裝置為傳統(tǒng)互感器，最終使得變電站內(nèi)設(shè)備交互效果不佳、變電站內(nèi)信息統(tǒng)一管理難度大[2]。另外，通常情況下，傳統(tǒng)變電站本身在線監(jiān)測能力較弱，無法實時監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)，導(dǎo)致系統(tǒng)運行管理實效性低，需依靠人工管理完成設(shè)備監(jiān)管、系統(tǒng)運維作業(yè)。而在數(shù)字化變電站引進自動化技術(shù)后，可通過建立綜合性自動化平臺，建設(shè)智能化、網(wǎng)絡(luò)化的電氣設(shè)備，且在自動化技術(shù)應(yīng)用中，變電站核心電氣設(shè)備均具有自我檢查功能，可在故障產(chǎn)生后進一步確定故障點位置，自動排查故障原因，并通過自動報警、自主修復(fù)簡單故障等方式，減少變電站故障維修時造成的損失，增強變電站安全、可靠性。另外，自動化技術(shù)可利用網(wǎng)絡(luò)通信、光纖技術(shù)，改變二次設(shè)備接線設(shè)計，簡化數(shù)字化變電站設(shè)備運行流程，可預(yù)防二次設(shè)備回路絕緣等故障隱患，實現(xiàn)變電站穩(wěn)定運行目標。

2.??? 有效控制變電站運維成本

傳統(tǒng)變電站內(nèi)部設(shè)備種類、功能多樣，但在高強度工作下會產(chǎn)生設(shè)備故障，并且在設(shè)備故障后無法盡快通過自檢提供故障信息，使得變電站故障維修時，所耗費人力、物力資源多，且檢修任務(wù)復(fù)雜。部分變電站在定期校驗設(shè)備運行狀態(tài)時，為確保繼電保護設(shè)備整定值的準確性，甚至需要在檢修前期進行停電處理，導(dǎo)致變電站日常運維成本高。自動化技術(shù)應(yīng)用在數(shù)字化變電站后，可在站內(nèi)建立自動化監(jiān)測系統(tǒng)，由電子設(shè)備在線采集設(shè)備運行數(shù)據(jù)，同時在提前預(yù)測設(shè)備故障基礎(chǔ)上，由電子設(shè)備校驗設(shè)備，有利于節(jié)約人工校驗時的資金損耗，控制變電站運維成本。除此之外，數(shù)字化變電站自動化技術(shù)應(yīng)用中，設(shè)備信息、管理數(shù)據(jù)傳輸可在信息網(wǎng)路支持下完成，能夠進一步減少通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)成本，使數(shù)字化變電站在創(chuàng)新管理模式時，無需大批量更換設(shè)備，從而保障變電站整體工作效率，降低變電站內(nèi)工程投入成本[3]。

3.??? 優(yōu)化變電站一體化設(shè)計

數(shù)字化變電站數(shù)據(jù)采集時，會借助電流互感器模擬信號，完成數(shù)據(jù)收集、匯總?cè)蝿?wù)，但模擬信號使用時卻會產(chǎn)生附加誤差，影響變電站設(shè)備數(shù)據(jù)統(tǒng)計準確性、有效性。為此，相關(guān)人員可將自動化技術(shù)應(yīng)用在數(shù)字化變電站中，可優(yōu)化變電站一體化設(shè)計，改變變電站原有數(shù)據(jù)采集模式，利用“電子式互感器”，保證電氣設(shè)備數(shù)據(jù)分析精確性，提高變電站內(nèi)部設(shè)備測量質(zhì)量。與此同時，自動化技術(shù)可結(jié)合數(shù)字化變電站內(nèi)監(jiān)測系統(tǒng)體積、重量小等特點，將其布設(shè)在變電站設(shè)備開關(guān)控制系統(tǒng)中，實現(xiàn)變電站機電一體化控制。

4.??? 健全變電站信息管理平臺

基于自動化技術(shù)，數(shù)字化變電站在根據(jù)IEC61850標準完成模型建立、人機交互工作時，能夠分層構(gòu)建智能化的二次設(shè)備、一次設(shè)備管理體系，保證變電站內(nèi)設(shè)備信息共享的及時性。同時根據(jù)變電站功能層設(shè)計，健全變電站信息管理平臺，避免變電站設(shè)備檢測、監(jiān)控等系統(tǒng)在獨立設(shè)置后，影響變電站綜合管理。再者，數(shù)字化變電站自動化技術(shù)應(yīng)用時，可在通信網(wǎng)絡(luò)促進設(shè)備信息交互，將變電站內(nèi)設(shè)備控制、電流電壓計量、設(shè)備狀態(tài)檢測等系統(tǒng)，構(gòu)建為信息化管理平臺，使變電站信息平臺能夠統(tǒng)一管理。

（二）具體應(yīng)用1.一次設(shè)備

數(shù)字化變電站中，一次設(shè)備是應(yīng)用自動化技術(shù)的主要承載體，隨著數(shù)字化變電站的智能化建設(shè)，其內(nèi)部所含有的電氣裝置逐漸成為一體化電氣裝置。該裝置中存在的光電互感器、開關(guān)裝置等一次設(shè)備，需要利用自動化技術(shù)增強自身抗干擾能力，并且在該技術(shù)支撐下，自動完成檢測、校準任務(wù)，有效控制數(shù)字化變電站一次設(shè)備運維中，可能造成的成本損耗，提高變電站整體管理效率。此外，自動化技術(shù)與一次設(shè)備的有機融合，能夠簡化數(shù)字化變電站內(nèi)光電互感器管理流程，強化設(shè)備運行可靠性，確保變電站電力資源的計量的準確性。再者，基于自動化技術(shù)，一次設(shè)備靈敏度、故障反饋速度明顯改善，能夠滿足變電站的自動化、數(shù)字化建設(shè)需求。

2.二次設(shè)備

在二次設(shè)備運行管理中，應(yīng)用自動化技術(shù)時，相關(guān)人員會結(jié)合IEC61850相關(guān)要求，以及數(shù)字化變電站功能需求，對站內(nèi)繼電保護、故障錄波、穩(wěn)控設(shè)備、測量控制等二次設(shè)備進行標準化自動管理。同時在模塊化的二次設(shè)備組成體系中，集成應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，提高各二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)通訊的便捷性，使其在自動化、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的作用下，實現(xiàn)變電站內(nèi)設(shè)備交互中的數(shù)據(jù)共享、資源共用目標。

四、結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)階段，數(shù)字化變電站在電力行業(yè)被不斷推廣，且應(yīng)用范圍愈發(fā)廣泛，自動化技術(shù)與數(shù)字化變電站的融合，是我國電力行業(yè)未來發(fā)展的基本趨勢，對我國變電站智能控制、自動化管理目標的實現(xiàn)意義重大。為此，相關(guān)人員在數(shù)字化變電站管理中，應(yīng)深入研究自動化技術(shù)滲透方式，完善數(shù)字化變電站管理體系。

參考文獻：

[1]?? 汪溢，胡春潮，高雅等.變電站自動化設(shè)備遠方配置維護及在線監(jiān)護系統(tǒng)[J].自動化技術(shù)與應(yīng)用，2018（012）：171-175.

[2]?? 趙海平.綜合自動化變電站向數(shù)字化變電站發(fā)展淺析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2018（07）：18-20.

[3]?? 龔雪武.數(shù)字化變電站繼電保護及自動化系統(tǒng)設(shè)計[J].機電工程技術(shù)，2019（05）：166-167.