數(shù)字化變電站的結(jié)構(gòu)

　　在通常狀況下，變電站自動化系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上主要分為邏輯結(jié)構(gòu)與物理結(jié)構(gòu)兩種。物理結(jié)構(gòu)主要包含智能化的一次設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備。邏輯結(jié)構(gòu)主要包含過程層、間隔層以及站控層三部分。各部分內(nèi)部及各部分之間均選用高速網(wǎng)絡(luò)通信的方式，主要由占站級總線以及過程總線連接。

　　過程層

　　此層次主要有三個功能：功能一：檢測電力運行過程中的電流、諧波分量、電壓與相位等實時電氣量。而電能量與有功等電氣量主要是由間隔層設(shè)備完成計算操作；功能二：在線統(tǒng)計以及檢測運行設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)，主要負責(zé)向上級報送機械特性、設(shè)備的工作狀、溫度以及壓力等等參數(shù)；功能三：執(zhí)行以及驅(qū)動操作控制。主要負責(zé)控制斷路器及隔離開關(guān)的分合、控制直流電源的充放電等等。

　　間隔層

　　此層次主要包括故障錄波系統(tǒng)、保護測控系統(tǒng)與其他IED設(shè)備等等。其主要負責(zé)控制與保護一次設(shè)備、優(yōu)先地控制數(shù)據(jù)采集、控制命令的發(fā)出與統(tǒng)計運算等操作，可以對本間隔過程層的實時數(shù)據(jù)信息給予合理有效地匯總，并且還具有承上啟下的通信功能等等。

　　站控層

　　此層次可以利用兩集高速網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對全站實時數(shù)據(jù)信息的匯總，從而實現(xiàn)對實時數(shù)據(jù)庫的及時刷新。并且能夠根據(jù)相關(guān)的規(guī)定，登陸到歷史數(shù)據(jù)庫中，向控制或者調(diào)度中心傳輸相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，同時能夠?qū)⒅行牡目刂泼顐鬟f到過程層以及間隔層。而且能夠在線維護過程層以及間隔層的各項設(shè)備，可以對設(shè)備參數(shù)的各項功能進行在線修改以及組態(tài)。此外，其還可對站內(nèi)當(dāng)?shù)氐那闆r進行實時監(jiān)控，并且具有人機聯(lián)系的功能。

　　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。