智能化变电站自动化系统应用探讨

Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
智 能化 变 电站 自动化系统应 用探讨
陈云 龙
（ 国网江西省电力公司宜春供电分进技 术在 变电站 中的应 用，智 能化 已经
成 为变电站发展 的一种 趋势。智能化 变电站是 由智能化一 次设备和 网络 化二 次设备 分层构建，建立在 Ｉ Ｅ Ｃ６ １ ８ ５ ０标准和通信规 范基础 上 ，能 够 实现 变 电站 内智 能 电 气设 备 间信 息共 享 和 互操 作 的现 代 化
备集成 网络化抽象对象组件 应采用 “ 高压设备＋智能组件 ”共 同组 成模式 。在现阶段变 电站 自动化 系统升级改造的过渡过程 中，变 电 站智能组件应可 以实现集成 、分散、内嵌、外置等任意组合方式组 成灵活 的智 能集成化 网络 架构。智能组件 中依然包含传统变 电站 自 动化系统 中的保护 、测量 、控制、 以及计量的装置 ，利用在线 实时 监测保护装置动态监测高压 设备 的运行工况装置 ，并通 过 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 标准规约 ，实现变 电站 自动化系统 中不 同 Ｉ Ｅ Ｄ电子设 备间的数据信 息实 时共享和 互操作 。 ３ 智 能 变 电 站 自动 化 系 统 ｌ ＥＤ 电子 设 备 集 成 模 型 在智 能变 电站 自动化 系统中 ｌ Ｅ Ｄ电子设备 集成 自动化模型功能 和逻 辑服务节点的划分， 必须严格按照变 电站 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０国际标准进 行系统模型结构设计 。从 目前变 电站智 能 自动化 系统的实际应用来 看，我国 由于受传统建设理念等 因素 的制 约，国内变 电站一次侧的 数字化 电气设备的生产和实 际应用仍处 于试验 和示范应用阶段 ，其 普及应用实际经验 尚未成熟 ，因此 ，本 文所研 究的智能变 电站 自动 化系统 ，其智能 Ｉ Ｅ Ｄ电子设备 的逻辑服务节点分配需要结合传统变 电站常规的 Ｔ Ａ 、Ｔ ｖ 、执行 器等 电气设备 ，并通过相应 的映射标准将 所有设备信 息映射 到间隔层智能装 置中 ，实现过程层单元与 间隔层 单元数据信息 的实 时同步共享 。 基于 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０的变 电站 自动化系统 ， 其 主要关注 的是可以在整 个 自动化系统 网络上 实现不 同 Ｉ Ｅ Ｄ电子设备 间数据信 息资源 的实时 传输共享和互操作 。通过 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０规约转换模式 ，实现不同 Ｉ Ｅ Ｄ电 子设备间功能数据 信息的互享和对外交互信息 的 自 组 织互操 作，通 过合理 的通 信网络结构模式，完成整个 自动化系统测量 、保 护、实 时监 测控制等智能集成化功能。 智能变 电站 自动化 系统 ｌ Ｅ Ｄ 电子设 备集 成模 型服务节 点的构 造，实现了对变 电站过程层和 间隔层一 次和二 次功能设备的动态语 言描述，实现 了由传统过程化过程 向智能变 电站系统集成 自动化系 统结构的转变 。根据不 同逻辑功 能节 点和服 务节点的功能参数和属 性特性的详细语言描述，找出变 电站 Ｉ Ｅ Ｄ智能 自动化设备 间的逻辑 信息流 ，利用统一模型语 言完成 在整 个 自动化系统 中对设备 的信 息 数据数字化描述 。 ４结束 本文依据 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 系列 的国际变 电站通信规约标准 ， 建立了传 统变 电站 自 动化系 统向智能数字化变 电站 自动化系统转换 的网络模 型结构 ，构筑 了智 能变 电站综合 自动化 系统 中不同 Ｉ Ｅ Ｄ电子设备间 的对象数字化智 能模型，实现了逻辑功能节 点和服务节 点的数据 信 息 资源 向变 电站 自 动化系统 中不 同 Ｉ Ｅ Ｄ电子设备数据 模型的分配集 成 。基于 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０标准 的变电站 自动化系统采用合并单元 删、变 电站 过程 层设备的就地二次 电流 （ 电压 ）模拟信号 向光信 号转换、 保 护测控 计量装置的集成 网络化 ，真正 实现 了变 电站综合 自动化系 统的智能集成网络化 ，大大提高 了变 电站综 合 自动系统运行经济可 靠 性。 参考文献 ： … 王文政 ． 智 能 化 变 电 站 自动 化 系统 通 信 网络 实 现 方 式 探 讨 ｍ． 供 用
变 电 站 。 本 文 结 合 工 程 实际 对 传 统 变 电站 和 智 能 化 变 电站 设 备 配 置 差 别 进 行 对 比 分析 。
【 关键 词 】 智能化 ；变电站 ；网络化；通信
前 言
随着 电力工程建设步伐的不断加快 ，电网结构变得 日 趋 复杂 ， 规模和容量也在不断扩大 ，实 时同步发 电、输 电、变电、配电特征 的信息采集、远程 输送和 分析运 算量也 成倍增 多， 对变 电站智能 Ｉ Ｅ Ｄ 电子设备本身所具有的功能特性也提 出了更高的要求。 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０变 电站通信 网络和 自动化系统标准 ，是基于电气设备通用的信息数据 网络 通信 平台 的智 能变 电站综合 自动化 系统唯 一的 国际标准 。在 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 标准 中明确规划 了数字化变 电站各层应具有 的 自动化功 能 和 网络通信结构体系 ，通过对变 电站中 电气一、二次设 备的集 中化 、 系统化 、标准化 、以及网络集 成化的对象定义 ，以类为服务单元 ， 通过 Ｉ Ｅ Ｄ智能服 务节 点间数据 信息的互享操作实现 了不 同厂家或 同 厂 家不 同 Ｉ Ｅ Ｄ电子设备间数据信息资源 的实时共 享和互操作，为整 个 智能变 电站综合 自动化系统的无缝 网络集成提供 了重要 的技术 支 撑。 基于 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０标准的智能变电站综合 自动化 系统具有非常强大 的实时监控能力和优越的外拓展兼容性 ，大 大提高 了变 电站 综合 自 动化水平 ，它在变 电站 中的推广和应用为智 能电网远程 自动化调度 系统的建设奠定 了重要技术基础。 １基于 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０标 准的智能变电站 自动化 系统 结构 传统的变 电站 自动化系统 Ｉ Ｅ Ｄ电子设备和保护设备间的信息互 联 ，是通过硬接线实现 的，也就是说变电站中一二次 电气设备 间信 息 数 据 的 交 互 需 要 敷 设 大 量 的 控 制 电缆 才 能 实现 通 信 网 络 间 的 互 联 ，这种通信 网络 结构不仅接 线相 当复杂，而且不同设备间通信规 约 种 类 较 多 ，给 整个 变 电 站 自动 化 系 统 实 时 数 据 信 息 埋 下 巨大 网络 通信瓶颈 ，而且还 可能造成 大量的数据信息的丢失 ，降低 了 自动化 系 统运行 经济 可靠性 。 基于 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０标准 的智 能变 电站 综合 自动化 系统 ，其将变电站规划为过程层、间隔层和站层三层 ，且层 与层通 过基 于 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０国际标准 的集成 系统化 网络进行有机 互联 ， 实现了 变 电站不同层问数据信息的实时 同步无缝通信共享和互操作 。基于 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０标准 智能变 电站 综合 自动化 系统逻辑 组成结构。 智能变电站 自动化系统通 过 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０国际标准 实现了过程层 、 间隔层、站层 ，以及层与层 问数据信息 资源 的同步实时共享。其中 过程层与间隔层主要采用 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ — ９标准， 实现保护挑战 、 保护启 动、保护闭锁、以及断路器辅助节点等特征信息 Ｇ Ｏ Ｏ Ｓ Ｅ信号数据的 网络传输：同时还可 以实现对 电压 （ 电流 ）互 感器数字采样值 Ｓ Ａ Ｖ 信 号的网络集成传输 。 间隔层与站层间按照 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ — １的标准构筑 集成网络通信体系 ，实现保护事件信 息的传输和远程四遥信号等 的 远程集中网络无缝传输共享 。 ２变 电站设 备和应用 系统 智能集成化 变 电站 电气一二 次设备和 高级应用 系统的智能集成化是智 能变 电站综合 自动化系统研究 的重要 内容 。 在 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０变 电站 自动化 系 统 中，过程层将变 电站中一次和二次设备进行智能数字化融合 ，利 用智能数字化 开关设备代 替传统变 电站开关设备 ，有效推动 了变 电 站 向数字集成 网络化 方向发展。传统变 电站 自动化系统 向智 能变 电 站 自动化系统升级 改造过程 中电气设备智 能化演变发展趋势 。 从变 电站 电气设 备的实际功能特性可知 ，变 电站过程层 电气设