赵桐辉

摘 要：变电站综合自动化技术在电网系统中的应用越来越广泛，并在其中起到了十分重要的作用。本文分析了自动化技术在变电站系统中的应用，然后针对于现有的一些不足，提出了变电站综合自动化技术将会朝着数据采集和处理同步、人机操作界面规范化、智能化、数字化以及开发智能化人机操作系统几个方面发展的思路，最后得出结论。

关键词：变电站；自动化技术；数据采集；数据处理

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）23-0135-02

1 引言

变电站在电网中发挥着重要的作用，能够调节电能传输中电压的大小，保证运送到用户端的电压可以正常使用。变电站内的设备通过网络有机地连接在一起，并通过计算机对各个设备进行统一控制管理，把各种有用的数据通过显示屏直观地显示出来[1-2]。所谓变电站綜合自动化技术，实际上是将自动化技术在变电站系统中进行融合，形成一个综合性的技术。科技的快速发展为变电站的实际运行奠定了基础，在此基础上重新将各种先进技术进行融合和优化，变电站技术即可实现检测、测量、控制以及协调等内容，在提高了变电站运行水平的基础上，提升了其运行的稳定性，降低运行和维修成本，带来更高的效益。基于此，变电站综合自动化系统是一个能将信息采集与处理、自动控制、继电保护以及监控集于一体的综合系统。目前，我国变电站对综合性自动化技术的使用具有较大的局限性，并没有全面展开，同时软硬件的可靠性还有待提高，在运行过程中还需要借助大量的人力，使得优化改造变电站的工作面临较大的挑战[3]。

2 变电站自动化技术的应用

2.1 数据采集与信息处理

信息处理和采集技术是变电站朝着自动化技术发展的基础，信息采集是指对变电站中的模拟量、状态量和脉冲量三种信息进行采集。其中模拟量多指电压电流、补偿电流信号、变电站母线电压电流以及油温等，采集后利用信息处理技术将其转化为状态量或数字量，进行输采集。针对光电隔离开关量等状态量的数据的采集多是采用周期扫描的方法来获得。此外，正对变压器分接头位置、断路器位置以及变压器中其他的设备位置和运行状态，还可以通过将状态量直接输入的方法，直接在终端得到当前的状态量信息。脉冲信号是区别于模拟量信号和状态量信号的另外一种信息，比如电能量信号。脉冲信号的采集方法与状态量的采集方式相同。

采用自动化技术的基础是自动获取有效的数据并进行处理。在变电站系统中，获取模拟量数据的方式主要有两种：交流采样和直流采样技术，直流采样对A/D转换器的转换速率要求不高，但采集模拟量的稳定性较差；交流采样对A/D转换器转换速率和采样保持器要求较高，采集模拟量的稳定性和可靠性较高。这些模拟量数据包括很多方面，除了变电站中进线端和输出端的电压、功率等数据，还有站内变压设备的工作温度、母线的电压以及电容补偿值等数据。目前，我国变电所获取数据的方法主要包括两种，一种是借助光电隔离法，对这些数据进行周期性扫描，除了上面提及的数据，同时还可以对输电工作状态的数据进行采集，包括电闸刀状态、隔离开关状态和报警状态；另一种方法是采用脉冲量对数据进行获取，将输电线路中脉冲信号能量的数据获取后进行分析计算，最后给出调节方案。变电站当前的运行状态通过各种采集方式被获取之后，可利处理器对信号进行统计与分析，从而对该变电站当前的运行状态进行有效的分析。

2.2 设备保护

利用自动化技术，可以使变电站工作更加安全可靠，降低事故发生率。现主要采用微机保护的方法，相关的自动化设备也要使用站内的电能作为工作的能源，为了保障整个系统的安全，除了对变电站的系统进行保护调整，也要保证设备自身的运行安全。为了实现这个要求，需要使用自动开关和投入技术，系统数据被设备获取并处理之后，保护设备就能对信息做出判断并执行相应的动作，对出现的故障数据进行修改，同时还要安装手动跳合闸装置，以应对设备故障引发的开关异常的情形。

2.3 数据库技术

大量数据的获取和存储需要数据库作为支撑，存储的数据形式主要包括基本数据、归档数据和对象数据这三种。基本数据是指变电站中改变前后的电压、电流、功率、装置温度、运行状态等；对象数据指的是一次设备工作中产生的各类实时数据，自动化设备执行的标准就是以这些数据为参考标准；归档数据指的是基本数据和对象数据的整理归档，并将其存储在指定的文件夹中，以供快速查询。

2.4 综合结构模式

（1）集中分布式模式。该模式中的自动化设备装有多个处理器，因此能够大大提高指令数据的处理能力，减少数据传输处理的时间，工作效率很高，并且设备内的各个功能模块可以通过站内的局域网相连接，共享数据和处理指令，大大提高各个子系统之间的协调处理能力，如果某个功能模块出现问题，其他的模块可以迅速地接替该模块继续工作，能够保障整体系统的安全性和稳定性。（2）集中式。该模式的自动化设备只有单个处理器，独立完成数据的采集、传输以及处理等工作，对于多任务的处理还需要借助人工，这是和集中分布式分布模式最大的区别。这种模式不适应规模较大的高压变电站，一般应用在小型变电站，可以大大地节省建设成本。（3）分散式。该模式是以集中分布式模式为基础，在此模式上逐渐发展而来的，将变电站的设备进行分层，常用的结构包括二层和三层，前者主要由变电站主体层和间隔层构成，后者在前者的基础上多了一个通信层。间隔层内装有实现测量、监视的设备，层内的各个设备通过局域网相连接，能够屏蔽环境中的电磁波，保证数据传输的安全性和准确性。该模式拥有集中分布式模式的优点，能够保障整体系统安全、可靠，除此之外，该模式的结构特点还决定了其自身能够不断进行扩展，便于系统的优化整改[4-5]。

3 技术发展趋势

3.1 数据采集和处理同步

现阶段，变电站综合自动化技术发展并不全面，多利用专业的设备进行数据采集，然后再换另外一种专业设备完成对所采集数据的处理。在未来的发展过程中，数据采集和数据处理或可以合成为同一个设备同步完成。以检测变油位机气体压力为例，可利用专用的传感器对数据采集，并在传感器内部对数据进行处理，直接输出已经处理完成的数据结果。数据采集和处理同步这一技术的实现还需利用高新技术制作智能控制开关，通过改变开关的闭合和位置对不同的数据和信息进行采集和处理，提高加快信息处理速度。

3.2 规范化操作平台

现阶段，变电站人机操作界面多是根据当下的实际情况，设置不同的人机操作界面，如此对于某单个的变电站进行控制并没有区别，但在维修和维护的时候需根据各个变电站的实际情况和操作方法进行特殊处理，操作繁琐的同时降低了效率。所以，人机界面统一规范就成了必然趋势，相关部门可指定统一的人机操作界面标准，以此提高变电站维修效率，节省维修时间，节约维修成本。除了人机交互界面之外，因为标准的接口和软件都十分规范，利用统一的标准，不同的生产厂商之间的产品可以进行互换，用户根据自己不同的需要设置相关的程序算法，实现平台优化，从而減少了资源浪费，更加利于变电站的管理。

3.3 监控保护智能化

随着自动化技术的不断发展，智能化技术是其必然的发展趋势，变电站综合自动化技术也会越趋于先进，其中，在线维修技术是变电站综合自动化技术趋于智能化的一个体现。在线维护技术按照变电站所处位置划分成一个个的单元，每个单元内实行新的监控一体化技术，保证了数据采集的稳定性和监控的可靠性，提高变电站性能。现阶段，变电站中对设备运动的监控和保护是利用故障录波设备来完成的，针对于此，可将故障检测集成在同一个控制单元，可根据不同程序中需要的功能不同，设定不同的控制模块，采取每个小的间隔单元都能有相应的功能模块来进行控制，这种模式可以避免因为变电站中地理位置的分散而造成的能源消耗和对系统的影响，提高了变电站的适应性，提高了不同功能模块之间的独立性。

3.4 朝着数字化变电站的方向发展

与智能化一样，数字化也是自动化发展的一个必然趋势，建立数字化变电站，打造先进、智能、可靠、信息集成度高、信息获取便捷以及节能的变电站也是未来发展的热门方向。数字化变电站可将所采集到的信号转变为数字信号，利用总线电缆将其传输至保护装置，总线电缆与后台监控系统连接，所以能够同时得到输送到的信息，避免了中间繁琐的过程。数字化变电站在采集和处理信息方面更加智能便捷，自动采集相关数据，并对数据自动提取，完成决策和控制等内容。

3.5 开发现代化智能人机控制系统

现阶段，变电站综合自动化计算机技术多是采用一个或者是同一系列的计算机进行控制，而现代化智能人机主要强调计算机与机电产品之间的智能结合，采用人工智能技术开发新的管理系统，进而提高系统的自动化水平，新的变电站综合管理系统对电力控制和保护系统提出了新的要求，为此，我们可采用模糊逻辑控制系统、神经网络学习算法以及模版模型算法等先进智能算法来实现智能人机控制系统。在多媒体监视方面，传统变电站多时采用静态数据处理的方式，现阶段随着通信信息技术的发展，可向声像监控的方向发展。先将需要控制的信息进行采集，然后直接输入送至计算机的处理器，最后以声音或者图像的方式将结果输出。利用声像等信息可以更加方便计算机对当前变电站的运行状态进行判断，并对当前信息进行充分完整的记录，减少了人力和物力，节约能源。

4 结语

在通信技术和计算机技术飞速发展给变电站自动化技术奠定了基础，自动控制系统中软硬设施得到了飞速的发展，变电站中也运用了各种先进的技术，为电力系统注入了新的活力，但依旧存在着一些诸如智能化不足、信息收集和处理繁琐、人际界面操作不够规范等各种各样的问题，因此，本文提出了变电站综合自动化技术发展趋势的思路，并对每个内容进行简要的介绍和展望。以我国的情况而言，一些先进的技术并没有完全在变电中综合控制系统中得到完整的体现，如何开发合适的硬件产品，开发合适的软件控制系统也是未来发展的一大难题。除此之外，要想使得变电站综合自动化技术得以更加快速的发展，还需解决好管理体制和技术标准的问题，培养相关专业的人才，这样才能使得变电站综合自动化技术发展更加迅速，让先进技术为电网行业的发展进步做出更加重大的贡献。

参考文献

[1]王健.变电站综合自动化的内涵与发展趋势[J].科学与财富，2017，（31）：25.

[2]袁正东.基于变电站综合自动化的功能与技术发展[J].现代信息科技，2017，（5）：108-109.

[3]祁昌元.变电站综合自动化系统运行维护方法[J].电子世界，2018，（14）：63+66.

[4]寇立新.浅谈变电站综合自动化系统维护[J].电工技术：理论与实践，2015，（4）：121.

[5]邓翔龄.220kV变电站综合自动化系统技术改造与新技术应用[J].科技经济市场，2017，（2）：14-16.