数字化变电站的结构 数字化变电站自动化技术的应用

　　数字化变电站的结构

　　在通常状况下，变电站自动化系统在结构上主要分为逻辑结构与物理结构两种。物理结构主要包含智能化的一次设备以及网络化的二次设备。逻辑结构主要包含过程层、间隔层以及站控层三部分。各部分内部及各部分之间均选用高速网络通信的方式，主要由占站级总线以及过程总线连接。

　　过程层

　　此层次主要有三个功能：功能一：检测电力运行过程中的电流、谐波分量、电压与相位等实时电气量。而电能量与有功等电气量主要是由间隔层设备完成计算操作；功能二：在线统计以及检测运行设备的状态参数，主要负责向上级报送机械特性、设备的工作状、温度以及压力等等参数；功能三：执行以及驱动操作控制。主要负责控制断路器及隔离开关的分合、控制直流电源的充放电等等。

　　间隔层

　　此层次主要包括故障录波系统、保护测控系统与其他IED设备等等。其主要负责控制与保护一次设备、优先地控制数据采集、控制命令的发出与统计运算等操作，可以对本间隔过程层的实时数据信息给予合理有效地汇总，并且还具有承上启下的通信功能等等。

　　站控层

　　此层次可以利用两集高速网络，实现对全站实时数据信息的汇总，从而实现对实时数据库的及时刷新。并且能够根据相关的规定，登陆到历史数据库中，向控制或者调度中心传输相关的数据信息，同时能够将中心的控制命令传递到过程层以及间隔层。而且能够在线维护过程层以及间隔层的各项设备，可以对设备参数的各项功能进行在线修改以及组态。此外，其还可对站内当地的情况进行实时监控，并且具有人机联系的功能。

　　数字化变电站自动化技术的应用

　　（一）应用优势

　　1. 强化变电站安全可靠性

　　相较于数字化变电站，传统变电站设备设计处理时所用技术不够新颖，且设备主要装置为传统互感器，最终使得变电站内设备交互效果不佳、变电站内信息统一管理难度大［2］。另外，通常情况下，传统变电站本身在线监测能力较弱，无法实时监控设备状态，导致系统运行管理实效性低，需依靠人工管理完成设备监管、系统运维作业。而在数字化变电站引进自动化技术后，可通过建立综合性自动化平台，建设智能化、网絡化的电气设备，且在自动化技术应用中，变电站核心电气设备均具有自我检查功能，可在故障产生后进一步确定故障点位置，自动排查故障原因，并通过自动报警、自主修复简单故障等方式，减少变电站故障维修时造成的损失，增强变电站安全、可靠性。另外，自动化技术可利用网络通信、光纤技术，改变二次设备接线设计，简化数字化变电站设备运行流程，可预防二次设备回路绝缘等故障隐患，实现变电站稳定运行目标。

　　2. 有效控制变电站运维成本

　　传统变电站内部设备种类、功能多样，但在高强度工作下会产生设备故障，并且在设备故障后无法尽快通过自检提供故障信息，使得变电站故障维修时，所耗费人力、物力资源多，且检修任务复杂。部分变电站在定期校验设备运行状态时，为确保继电保护设备整定值的准确性，甚至需要在检修前期进行停电处理，导致变电站日常运维成本高。自动化技术应用在数字化变电站后，可在站内建立自动化监测系统，由电子设备在线采集设备运行数据，同时在提前预测设备故障基础上，由电子设备校验设备，有利于节约人工校验时的资金损耗，控制变电站运维成本。除此之外，数字化变电站自动化技术应用中，设备信息、管理数据传输可在信息网路支持下完成，能够进一步减少通信网络系统建设成本，使数字化变电站在创新管理模式时，无需大批量更换设备，从而保障变电站整体工作效率，降低变电站内工程投入成本［3］。

　　3. 优化变电站一体化设计

　　数字化变电站数据采集时，会借助电流互感器模拟信号，完成数据收集、汇总任务，但模拟信号使用时却会产生附加误差，影响变电站设备数据统计准确性、有效性。为此，相关人员可将自动化技术应用在数字化变电站中，可优化变电站一体化设计，改变变电站原有数据采集模式，利用“电子式互感器”，保证电气设备数据分析精确性，提高变电站内部设备测量质量。与此同时，自动化技术可结合数字化变电站内监测系统体积、重量小等特点，将其布设在变电站设备开关控制系统中，实现变电站机电一体化控制。

　　4. 健全变电站信息管理平台

　　基于自动化技术，数字化变电站在根据IEC61850标准完成模型建立、人机交互工作时，能够分层构建智能化的二次设备、一次设备管理体系，保证变电站内设备信息共享的及时性。同时根据变电站功能层设计，健全变电站信息管理平台，避免变电站设备检测、监控等系统在独立设置后，影响变电站综合管理。再者，数字化变电站自动化技术应用时，可在通信网络促进设备信息交互，将变电站内设备控制、电流电压计量、设备状态检测等系统，构建为信息化管理平台，使变电站信息平台能够统一管理。

　　（二）具体应用

　　1.一次设备

　　数字化变电站中，一次设备是应用自动化技术的主要承载体，随着数字化变电站的智能化建设，其内部所含有的电气装置逐渐成为一体化电气装置。该装置中存在的光电互感器、开关装置等一次设备，需要利用自动化技术增强自身抗干扰能力，并且在该技术支撑下，自动完成检测、校准任务，有效控制数字化变电站一次设备运维中，可能造成的成本损耗，提高变电站整体管理效率。此外，自动化技术与一次设备的有机融合，能够简化数字化变电站内光电互感器管理流程，强化设备运行可靠性，确保变电站电力资源的计量的准确性。再者，基于自动化技术，一次设备灵敏度、故障反馈速度明显改善，能够满足变电站的自动化、数字化建设需求。

　　2.二次设备

　　在二次设备运行管理中，应用自动化技术时，相关人员会结合IEC61850相关要求，以及数字化变电站功能需求，对站内继电保护、故障录波、稳控设备、测量控制等二次设备进行标准化自动管理。同时在模块化的二次设备组成体系中，集成应用网络通信技术，提高各二次设备网络通讯的便捷性，使其在自动化、网络技术的作用下，实现变电站内设备交互中的数据共享、资源共用目标。