智能变电站自动化技术论文

【摘要】随着城乡的不断建设对电力的需求越来越大，我国电力技术系统也在逐步提升，而在信息化及自动化的基础上，电网系统的结构也在不断优化。目前，在我国电力变电站的自动化系统上，多项自动化的关键技术中，通过提高智能技术，这样不但可以提升电力系统的工作效率，还能够给电力管理方面带来便捷的效果。本文通过对智能变电站的自动化系统的关健技术进一步的分析和探讨。下面小编整理了一些《智能变电站自动化技术论文(精选3篇)》，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

智能变电站自动化技术论文 篇1：

浅谈智能变电站自动化系统关键技术应用

摘要：变电站作为电网系统中的核心组成部分，其对电网系统的结构、输电等方面都具有影响力，智能化的发展促使变电站再一次提升了自动化的重要性，并且在智能化变电站的基础上，引进自动化系统技术，可在很大程度上实现变电站的无人看守。自动化技术在智能变电站中的应用，不仅提高了变电站的准确度，还提升了电网系统的安全性。基于此，本文主要就智能变电站自动化系统关键技术应用展开了分析。

关键词：智能变电站自动化系统；关键技术；应用

1、智能变电站自动化系统概述

近年来我国加快了智能变电站的建设，自动化系统也开始在智能变电站中得以广泛应用，在自动化系统中，各项关键技术发挥着非常重要的作用，有效的保障着自动化系统的正常、稳定运行。

1.1总配与分配。智能变电站中的总配即总体配置，其可实现变电站系统的正常运行，保证变电站的各项命令统一执行，例如：自动化系统可对变电站的运行数据进行分析，之后实现信息的统一储存，为变电站提供数据、信息服务；分配即是自动化系统中各项设备的配置，最主要的是监控设备的配置，其可实现对变电站的集中监测和控制，因此监控设备的配置比较高。

1.2监控系统。自动化的监控系统以计算机、网络为基础，通过对变电站进行监控，掌握基础运行信息，实现无人看守，其包括主系统和辅助系统，例如：工作人员可通过远程的方式，掌握变电站的基础动态，利用自动系统，减少变电站的人力投入。

1.3自动管理。自动化系统能够完成变电站中所有设备及相匹配参数的配置，实现变电站的智能化控制。

2、智能变电站自动化系统关键技术应用

2.1跳合闸的接点检测技术

智能变电站中的接点检测技术是基于合闸预置的技术实现的，通过集成智能组件实现这一效果。在这一技术模块中，跳闸回路是由两个跳闸出口接点和跳闸控制的监视电路构成的，通过这一结构和控制电源以及断路器的联结，在断路器进行合闸预置操作的时候可以及时对两个接点都进行相关的房做检测，从而实现对电路问题的及时诊断以及防止相关的误操作，是智能化电路与传统继电保护技术的完美结合，而且这一技术的出现还完美地解决了电器二次回路状态检修的相关问题，是智能变电站技术的大跨越。

2.2共网传输技术

智能化变电站的自动化系统按照“三层二网”的结构设计，其中，过程层采用的是SV+GOOSE+IEEE的共网方式，对共网模式进行分析，重点在于数字化保护方面，对相应的网络通信同步技术进行研究；将相应的智能终端安裝在开关的端子箱内，实现开关的智能化；GOOSE通信技术能够实现的保护有启动失灵保护、母线的差动保护、变压器的跳闸保护等等。在变电站中，对故障录波采用的是合并单元计数器对电网故障进行分析，由于交换机网络在通信的过程中，会出现比如延时、中断、抖动等干扰因素，会对故障的录波分析产生影响，使得结果与实际之间存在偏差。

2.3互感技术

系统中的互感技术建立在电子设备基础上，实现变电站部门模块的数字化控制，一般系统中的互感技术采用回路设计的方式，通过在电子设备的单元、远端处安装互感装置，同时利用全光纤装置保护母线，利用组合型装置保护除母线以外的变电站线路，以互感和模拟互感的方式，在保障变电站线路的基础上，对其进行自动化的控制。综上所述，自动化系统中关键技术的应用，明显提高了智能变电站的运行效益，不仅节约了我国对电力事业人力、物力的投入，同时还促使智能变电站朝更先进的方向发展，可见，关键技术的应用对智能变电站系统的自动化发展有一定实际意义。

2.4同步技术

在智能变电站的运行当中，时间同步有着很重要的地位。由于智能变电站一般采用电子式的互感器，所以当智能变电站当中的重要部分的时钟不同步的时候，系统会自动产生故障判定，从而将整体系统进行闭锁处理。通过智能变电站的技术分析可得，一般合并单元失去同步的原因是系统中的为行驶中同步装置的时间输出部分出现了故障。所以时间同步系统的相关设计应该从卫星时钟源的输出部分出发，使得时间信号在智能变电站系统内能够顺利接收和传输。一般来说，通信同步系统需要对卫星时钟源信号进行主动捕捉，在没有捕捉到的时候采用自带的RTC系统提供秒脉冲，当卫星时钟源信号被捕捉到的时候，则优先采用卫星时钟源信号，当接收信号或者信号传输出现相关问题的时候，要进入相关的“平稳调整”模式进行过度，在这一调整过程中要把调整时间精确到微秒级，并且采用双卫星时钟源的方式作为突发情况下的备份，设定时钟源的优先级以统一相关的时间设置部分。

3、智能变电站自动化系统关键技术的改进

3.1传输技术中的改进点

当前自动化系统主要依托于光纤完成传输任务，由于光纤自身传输有力有限，这也对自动化系统的传输带来了一定的阻碍，存在大量通信信息停滞的问题。针对于这种情况下，可以引入通信概念，利用网络通信对通信进行传输和验证，在解决传输技术通信限制的同时，还能够为检修人员提供可靠的设备运行信息，为其检修工作提供更多的便利条件。

3.2互感技术中的改进点

目前我国大部分电力企业的变电站自动化系统中，互感装置在获取信息实行保护行为之前，都必须实行远距离供电，大幅度降低了互感技术的时效性，同时还会降低互感装置的使用寿命，为保障互感技术在使用中的准确性，可预先测量互感装置的功率，进而匹配相应的阈值，实际互感装置工作时，可以保持在合理的功率下，有效避免了远距离供电。

3.3同步技术中的改进点

在数字保护中，通信同步技术是一项关键技术。一旦数字保护通信失去同步，将会导致保护的闭锁，同时，合并单元有可能出现误动。通常情况下，在变电站中，常规互感器和电子式互感器都有可能被使用，主变压器的不同电压侧各保护都需要依靠合并单元来采样收集以及分发，而传统的互感器保护采样不需要这一环节。新设备的使用会带来延时问题，这对电子式电压互感器和电子式电流互感器的对时精度都有很大影响，是急需解决的问题。

4、结束语

综上所述，当前智能变电站自动化系统中一些关键技术的使用，有效的提升了变电站的智能化水平，因此需要全面掌握自动化系统中的关键技术，并在实际应用过程中对其进行不断改进和优化，使其更好为智能变电站自动化的发展提供技术支撑，保证智能变电站安全、高效、稳定的运行。

参考文献：

[1]智能变电站自动化系统一体化技术探讨[J].王琳，权宪军，刘海波，张洪彬.供用电.2016（07）.

[2]110kV智能变电站自动化系统关键技术应用研究[J].许伟国.供用电.2011（05）.

[3]电力系统及其自动化技术的应用探析[J].李冀.中国高新技术企业.2013（06）.

（作者单位：武汉市汤逊湖泵站管理处）

作者：王澄

智能变电站自动化技术论文 篇2：

浅谈智能变电站自动化系统的关键技术

【摘要】随着城乡的不断建设对电力的需求越来越大，我国电力技术系统也在逐步提升，而在信息化及自动化的基础上，电网系统的结构也在不断优化。目前，在我国电力变电站的自动化系统上，多项自动化的关键技术中，通过提高智能技术，这样不但可以提升电力系统的工作效率，还能够给电力管理方面带来便捷的效果。本文通过对智能变电站的自动化系统的关健技术进一步的分析和探讨。

【关键词】智能变电站；自动化系统；关键技术

前言：电网系统中的核心组成部分主要是变电站，其影响力主要是对电网系统的结构、输电等方面，而目前变电站自动化技术的主要是智能化变电站，智能化变电站通过信息采集、数据传输和处理等环节完全实现了数字化。智能化的发展促使变电站再一次提升了自动化的重要性，而且在智能化变电站的基础上，引进自动化系统技术，可在很大程度上实现变电站的无人看守。自动化技术在智能变电站中的应用，不但可以提高了变电站的准确度；还对电网系统的安全问题实现可靠性。

1智能变电站自动化系统

智能变电站是智能电网环境下对变电站技术形态的最新要求。智能变电站大量采用基于IEC 61850标准的智能设备，在设备的安装、调试及变电站综合自动化系统的运行维护方面提出了新的要求和挑战。智能变电站作为国家电网公司的智能化系统，其研究关键的技术在应用上的成功经验和出现的问题，有助于提高智能变电站自动化系统的技术和应用水平。

（1）总体配置，总体配置可实现变电站系统的正常运行，保证变电站的各项命令统一执行，例如：自动化系统可对变电站的运行数据进行分析，之后实现信息的统一储存，为变电站提供数据、信息服务；（2）分配配置，最主要的是监控设备的配置，其可实现对变电站的集中监测和控制，因此监控设备的配置比较高。（3）监控系统。自动化的监控系统以计算机、网络为基础，通过对变电站进行监控，掌握基础运行信息，实现无人看守，其包括主系统和辅助系统，例如：工作人员可通过远程的方式，掌握变电站的基础动态，利用自动系统，减少变电站的人力投入。

2自动化系统中的关键技术

2.l共网传输技术

智能化变电站的自动化系统按照“三层二网”的结构设计，其中，过程层采用的是SV+GOOSE+IEEE的共网方式，对共网模式进行分析，重点在于数字化保护方面，对相应的网络通信同步技术进行研究；将相应的智能终端安装在开关的端子箱内，实现开关的智能化。传输技术在系统中不仅具有运送、输送的功能，而目还具备数据保护的功能，目前我国变电站中传输技术的使用是在故障录波参与下的，通过传输技术可发现系统中的危险运行因素，例如：变电站传输终端、推迟等，之后可通过故障录波记录影响传输的因素，在两者相互协调下，得出影响传输的具体原因。

2.3互感技术

系统中的互感技术建立在电子设备基础上，实现变电站部门模块的数字化控制，一般系统中的互感技术采用回路设计的方式，通过在电子设备的单元、远端处安装互感装置，同时利用全光纤装置保护母线，利用组合型装置保护除母线以外的变电站线路，以互感和模拟互感的方式，在保障变电站线路的基础上，对其进行自动化的控制。而在线路的光差保护中，一端采用的是电子式互感器，另外一端采用的是常规的模拟互感器，以此配合来对线路的保护进行研究；为了实现开关设备的数字化，采用的方案是综合运用传统开关、智能终端以及开关在线检测方法在变压器的内部，预设绕组光纤测温传感器。

2.1同步技术

自动化系统中的同步技术，主要是采用的是电子式互感器，保持智能变电站各模块中的时钟同步，变电站只有在时钟同步的模式下，才可正常运行，一旦合并单元中的时钟同步出现异常，从而引起不同步，将会直接造成保护的闭锁。对出现不同步的原因进行分析，有卫星时钟同步装置没有时间源输出、输出的时间源出现抖动现象。例如：变电站通电后，首先在电能稳定后，由GPS提供准确时间，同时促进变电站与GPS时间同步，如果时钟无信号，同步装置即会自动进入切换模式，利用备用GPS，保持变电站时钟的监控，在变电站、CPS参与下，利用同步技术的相互转换，实现时钟同步，提高了自动化系统安全运行可靠性。

3自动化系统关键技术的改進

自动化系统的应用过程中的关键技术，在为智能变电站的运行提供效益帮助之时，促使研究人员发现关键技术中需要改进的点，目前我国大部分电力企业的变电站自动化系统中，互感装置在获取信息实行保护行为之前，都必须实行远距离供电，大幅度降低了互感技术的时效性，同时还会降低互感装置的使用寿命，为保障互感技术在使用中的准确性，可预先测量互感装置的功率，进而匹配相应的阈值，实际互感装置工作时，可以保持在合理的功率下，有效避免了远距离供电。

4新技术问题的出现

4.1数字通信同步问题

在数字保护中，通信同步技术是一项关键技术。一旦数字保护通信失去同步，将会导致保护的闭锁，同时，合并单元有可能出现误动。通常情况下，在变电站中，常规互感器和电子式互感器都有可能被使用，主变压器的不同电压侧及保护都需要依靠合并单元来采样收集以及分发，而传统的互感器保护采样不需要这一环节。新设备的使用会带来延时问题，这对电子式电压互感器和电子式电流互感器的对时精度都有很大影响，是急需解决的问题。对应用于智能化变电站自动化系统中的同步装置进行研究，采用冗余技术，消除时钟源在切换过程

中的抖动问题。

4.2电子互感器问题

电子式互感器在智能化变电站自动化系统中的应用，较好地解决了传统电流互感器中由于二次断线导致的高压危险、电压互感器由于饱和造成的保护误动作以及铁磁的谐振等不足，大大减小了互感器的体积和成本，便于安装和运输。但是，目前采用的电子式互感器需要进行远端获取电源，同时需要对电源进行合理的管理，虽然可以通过激光供能的方法避免远端取电，但是长期在室外环境下运行，互感器的远端模块使用寿命、激光器的使用寿命都会大大减小，极大地影响了电子式互感器的精度和稳定性。在实际的工程应用中，应该对电子式互感器的输出功率范围进行测量，从而确定合适的异常光功率阈值；对实际的光功率值进行测量，确保良好的光功率阈值告警功能，评估重要光的回路。

5结束语：

智能变电站是我国电力事业发展要求的结果，它不但能够满足大规模用电客户的电能需求，还可以提高电力企业的内部管理及自身运行效率，新技术的应用，使得变电站传统的设计、调试以及运行维护模式都发生了根本性的转变，过去的电力系统保护、自动化专业划

分已经不能满足新现状对复合型人才的需求，所以，需要对管理模式进行创新，培养新型人才，对我国电力企业和经济发展具有重要意义。

参考文献：

[1]朱文胜.智能变电站技术特点应用分析[J].科技创新导报.2013 （28）.

[2]曹楠，李刚，王冬青.智能变电站关键技术及其构建方式的探讨[J].电力系统保护与控制.2012（05）.

[3]马仕海，荆志新，高阳.智能变电站技术体系探讨[J].沈阳工程学院学报（自然科学版）. 2014 （04 ）.

作者：郑玲玲 何生雄 孙会举

智能变电站自动化技术论文 篇3：

智能变电站自动化系统设计及其技术

【摘 要】电力行业技术的发展，使变电站是城市网络建设重要技术环节之一。其电气自动化系统的设计方法，成为了城市网络建设和改造中重点研究与解决的课题。本文深入探讨智能变电站自动化系统的总体配置、网络结构、功能要求等方面，按照远方监控、无人值班的要求从工程实践的角度去设计智能变电站自动化系统，从而论证其可行性及其正确性。

【关键词】智能变电站；自动化系统；智能化

引言

本文深入探讨智能变电站自动化系统的总体配置、网络结构、功能要求等方面，从工程实践的角度去论证其可行性及其正确性。

一、智能变电站自动化系统的构架

智能变电站内主要的一、二设备应为智能设备，这是变电站实现数字化的基础。设备间信息传输的方式主要为网络通信方式，取代传统的二次电缆等硬接线。

智能变电站的设备分为三层：站控层，间隔层，过程层。各层之间的联系均采用光缆。站控层包括站级计算机和人机设备、服务器或路由器等设备。站控层实现变电站的监测控制、报警、操作闭锁、记录和自诊断功能、继电保护整定值变更、故障分析及变电站的远方控制等。

二、智能变电站自动化系统

1管理模式

变电站自动化系统的设备配置和功能要求按远方监控、无人值班智能变电站模式设计。符合大运行发展方向，满足调控一体化运行模式的要求。

2总体配置

智能变电站一体化监控系统的应用功能按照数据采集和统一存储、数据消息总线和统一访问接口、五类应用功能分为3大功能层次。充分考虑大运行生产方式，按调控一体化需求整合运行监视、操作与控制、信息综合分析与智能告警、运行管理、辅助应用五大功能。遵循DL/T860标准，实现全站信息统一建模；建立变电站全景数据，实现全站信息统一存储；规范站内通信规约，实现全站数据访问服务。

3监控范围

变电站计算机监控系统的监控范围除按照DL/T5149-2001《220-500kV变电所计算机监控系统设计技术规程》执行外，还应根据无人值班模式变电站要求，调度端应能全面掌握变电站的运行情况，监控范围在有（少）人值班基础上还需增加：

（1）站用变、交直流一体化电源系统的重要馈线开关状态。

（2）变电站内重要房间通风采暖等动力环境。

（3）智能辅助系统功能，包括图像监视、电子脉冲防盗围栏、温湿度监测、水浸、风速等。

4网络结构

采用开放式分层分布式网络结构，逻辑上由站控层、间隔层、过程层以及网络设备构成。全站网络独立配置，全站的网络结构采用DL/T860标准，传输速率不低于100Mbps。

站控层网络是间隔层设备和站控层设备之间的网络，实现站控层内部以及站控层与间隔层之间的数据传输；间隔层网络用于间隔层设备之间的通信，与站控层网络相连；过程层网络是间隔层设备和过程层设备之间的网络，实现间隔层设备与过程层设备之间的数据传输。

站控层采用双重化星形以太网络，MMS网与对时网合一。220kV间隔层采用双重化星形以太网络，MMS网、GOOSE网与对时网合一；110kV间隔层采用单星形以太网络，MMS网、GOOSE网与对时网合一；10kV间隔层采用单星形以太网络，MMS网、GOOSE网与对时网合一。

220kV智能变电站220kV过程层采用双重化星形以太网络，GOOSE网、SV网与对时网合一；110kV过程层采用单星形以太网络，GOOSE网、SV网与对时网合一；35kV过程层不组网。主变220kV侧及主变本体非电量、主变高中侧中性点智能组件并入220kV电压等级过程层网络，主变110kV侧过程层并入110kV电压等级过程层网络，主变35kV侧GOOSE、SV采用点对点连接。

110kV智能变电站110kV过程层采用单星形以太网络，GOOSE网、SV网与对时网合一；35kV、10kV过程层不组网。主变110kV侧及主变本体非电量、主变中性点智能组件并入110kV电压等级过程层网络，主变35kV、10kV侧GOOSE、SV采用点对点连接。

5设备配置

（1）智能变电站站控层设备包括监控主机兼操作员站/工程师工作站2台、I区数据通信网关机2台、II区数据通信网关机1台、III/IV区数据通信网关机1台、数据服务器2台、图形网关机2台、综合应用服务器1台、PMU数据集中器1台、二次安全防护设备、工业以太网交换机及打印机等。110kV智能变电站目前不配置PMU数据集中器。

（2）间隔层设备包括继电保护装置、测控装置、故障录波装置、网络记录分析仪及稳控装置等。在站控层及网络失效的情况下，仍能独立完成间隔层设备的就地监控功能。

（3）过程层设备包括智能终端、智能组件等。完成与一次设备相关的功能，包括实时运行电气量的采集，设备运行状态的监测，控制命令的执行等。对既有遥测量采集又有遥信量采集的设备采用智能终端合并单元一体化装置，每周波采样点可配置，采样同步误差不大于1μs，支持DL/T860.92、GB/T20840.8，输入/输出可灵活配置，应满足就地安装的防护要求。

（4）任两台需通信的间隔二次设备，通信时经过的交换机不超过3台。

三、智能变电站自动化系统的设计要求

1功能结构

智能变电站一体化监控系统的应用功能结构分为三个层次：数据采集和统一存储、数据消息总线和统一访问接口、五类应用功能。五类应用功能包括：运行监视、操作与控制、信息综合分析与智能告警、运行管理、辅助应用。

2运行监视

通过可视化技术，实现对电网运行信息、保护信息、一、二次设备运行状态等信息的运行监视和综合展示。包含以下三个方面：

2.1运行工况监视

（1）实现智能变电站全景数据的统一存储和集中展示。

（2）提供统一的信息展示界面，综合展示电网运行状态、设备监测状态、辅助应用信息、事件信息、故障信息。

（3）实现装置压板状态的实时监视，当前定值区的定值及参数的召唤、显示。

2.2设备状态监测

（1）实现一次设备的运行状态的在线监视和综合展示。

（2）实现二次设备的在线状态监视，通过可视化手段实现二次设备运行工况、站内网络状态和虚端子连接状态监视。

（3）实现辅助设备运行状态的综合展示。

2.3远程浏览

调度（调控）中心可以通过数据通信网关机，远方查看智能变电站一体化监控系统的运行数据以及分析处理信息。

3操作与控制

实现智能变电站内设备就地和远方的操作控制。包括顺序控制、无功优化控制、正常或紧急状态下的开关/刀闸操作、防误闭锁操作、智能操作票、信息综合分析与智能告警、事故信息综合分析决策等。调度（调控）中心通过数据通信网关机实现调度控制、远程浏览等。

4辅助应用

通过标准化接口和信息交互，实现对站内电源、安防、消防、视频、环境监测等辅助设备的监视与控制。在目前工程实践中，图像监视、安防、环境监测设备通常由一家厂商提供，可以看做一个综合视频监控系统，火灾报警系统由当地消防系统认证得厂商提供，一般以图像监视厂家为主体，实现其他子系统和采暖通风设备的接入。辅助控制普遍按照“视频服务器+环境监测单元+后台服务器”的模式进行配置，摄像机以模拟摄像机为主。视频服务器用来接收模拟摄像机或网络摄像机的内容，进行视频压缩处理工作；环境监测单元接入各子系统和设备，完成联动功能。后台服务器通过连接视频服务器和环境监测单元，将图像监视与其他系统融合，实现视频监视相关联动功能。

结语

根据国网公司三集五大发展要求，智能变电站应按满足大运行生产需要建设。自动化系统的设备配置和功能要求按远方监控、无人值班智能变电站模式设计，采用分层分布式网络结构，扩展性强。自动化系统具有数据采集和统一存储、数据消息总线和统一访问接口、五类应用功能等丰富的系统功能，且应严格遵循DL/T860的要求设计建设，以保证系统与各厂家产品的互操作性，提高共享性。

参考文献：

[1]傅裕，李明珍.智能交直流一体化电源系统技术应用探究[J].电源技术应用，2012，12（5）：17-20.

[2]乔峻.智能变电站交直流一体化电源系统的研究与应用[J].科技资讯，2011，7（31）：25-28.

[3]王少华，龙慧，刘红武.基于GZDW系列高频开关直流操作电源系统在工厂中的应用分析[J].电气技术，2007，12（11）：5-8.

作者：周勇刚 陈博