变电站电力系统的自动化智能控制技术浅析

2021-12-26

科学与信息化 2021年5期

国网延安供电公司陕西延安 716000

变电站自动化，需利用计算机、通信、电力电子技术等进行融合，对变电站设备、系统等实施综合地管控。在该过程中，利用自动化智能控制技术对变电站设备进行远程监控，使变电站在最短期限内觉察到系统的故障，进行自动报警，实现智能切除。

1 智能变电站

智能变电站涵盖了两个关键的部分，一是信息平台，二是智能高压设备。前者，指的是电子式互感器，还有智能变压器。针对智能变压器，其利用光纤能够直接和控制系统进行接通，采集到变压器在各个时段的运行参数。而针对高压开关设备，指的是性能相对偏高的控制、开关设备，同时搭载执行装置、传感器还有电子设备在内，支持在线诊断。电子式互感器，基本上为磁光玻璃、光纤传感器。它和老式互感器有区别，少了很多短板。信息平台主支持两大不同的功能，一是信息共享，为管理系统中的各级应用采集到足够的信息，二是促进纵向信息转向标准化，为各个上层应用奠定强大的信息支撑[1]。

变电站电力系统中，监控主机应作为自动化管理系统，它利用先进的操作系统来全程地监控、管理整个系统。计算机主机可以掌控电力系统总体的运行态势，据此对系统运行中出现的问题进行分析，找到可靠的解决方案，确保电力系统的健康运转。自动化进程，可以智能采集变电站的所有信息、数据，控制操作和监视。另外，自动化变电站具备完善的功能，其运行效率也相当高，可以确保电力系统的健康运行，为人类提供可靠的电力资源，方便他们今后的学习、生活。

2 变电站电力系统的自动化智能控制技术重要性

2.1 保证电力系统的稳定

变电站电力系统，需持续对电能进行输出。由于科技、社会经济的增长，变电站规模也在持续扩增，输送的电能日渐地安全、平稳。但是，要确保电能的持续供应，我们有必要对整个电力系统进行综合管理。以往的人力控制，可以解决某些现实的问题。不过，它的管理效率相对偏低。特别是规模比较大的电力系统，传统的人力控制很难达到满意的成效。同时，还需耗费较高的管理成本。智能控制技术，可以避免这种效率不高的短板。利用技术手段，去解决电力系统在运行阶段出现的各类问题，减小电力系统潜在的安全隐忧，确保系统平稳性，以源源不断地为生产、生活提供电能。

2.2 提升管理操作安全性

不管平时生活又或者社会生产，均需以稳定电能为支撑。电能供应时，变电站由于长时间工作，可能会遇到设备损伤、线路老化等比较现实的难题，出现故障。从业人员在不了解数据、参数的前提下肆意操作，这就可能会诱发安全隐患。自动化智能控制技术的推广，可以随时采集到电力系统中全部设备、线路的真实状态，进行分析。如果出现异常，则会马上发出警告，配合从业人员进行解决，或实现智能化处理，以减小问题带来的损失，确保管理操作的可靠性[2]。

3 智能变电站自动化控制方式

3.1 集中式

该种方式相对普遍，在多个领域中均有看到。根据计算机的功能，扩展I/O接口。结合本接口，采集到精准的信息。以模拟量来说，在信息采集结束后，要立即处理，并借助计算机予以监控。必须指出的一点，该种结构方式不是依赖单独的某台计算机进行操作，而要由若干计算机的协力配合。每台计算机，均有它们各自的任务。以监控计算机来说，其工作重点为信息监控，同时处理电流断路器碰到的各种应急情况。

3.2 分布式

和集中式相比，本结构方式最显著的特点在于：功能的高度扩展性。它的计算机不只有一台，而且每台都会有各自的功能，让计算机可以单独进行操作。最后，由终端系统来统计计算机中的各类数据。不过，数据汇总对于计算机运行并无实质上的干扰。利用本结构方式，可以对相同时段上的多组数据进行处理，且效率相对较高。即便短期内增加很多新的数据，系统也不会出现宕机的情况。除上述外，若是某个模块有故障，其他模块也可以自由工作，系统运行相对比较平稳。鉴于该方式有上述诸多优势，故在维护等级偏高的智能变电站中也使用的比较频繁。然而，有一点我们不能忽略，变电站切勿将电压等级设置得过高。若不然，它会丧失自身的适用性，出现各种新问题。

3.3 分布分散式

从逻辑上看，该结构系统能够对自动化控制进行分层，一是变电站层，二是间隔层。前者，又叫站级测控单元；后者，又叫间隔单元。某些情形下，有人也将其分成三层，和前面的两层相比，多出1个通信层。其实，该系统是根据元件或是断路器彼此的间隔来进行设计。将1个断路器间隔需具备的所有采集、控制还有保护等功能，并配置1个或是若干测控单元。针对测控单元，可以安装到断路器柜上，或是断路器间隔附近，利用光缆进行通信。本系统的引入，说明变电站已转向于自动化方向，这就减少了对电缆的频繁使用。传送信息时，电缆会出现一定程度的电磁干扰。而本系统在运行时比较可靠、易于维护，可扩展。实践中，很多现场工作均是由厂家自己完成。该结构方式有下列独特的优势：①使系统保持更好的适用性；②间隔单元，能够在变电站间隔处进行安装；③软件控制功能十分强大；④二次配置要比原来简单得多，可以减小室面积；⑤使二次设备轻松地进行互联，避免使用电缆；⑥结构可靠性相对偏高，组态灵活，为检修带来了诸多的便利。