數字化變電站的結構

　　在通常狀況下，變電站自動化系統在結構上主要分為邏輯結構與物理結構兩種。物理結構主要包含智能化的一次設備以及網絡化的二次設備。邏輯結構主要包含過程層、間隔層以及站控層三部分。各部分內部及各部分之間均選用高速網絡通信的方式，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備完成計算操作；功能二：在線統計以及檢測運行設備的狀態參數，主要負責向上級報送機械特性、設備的工作狀、溫度以及壓力等等參數；功能三：執行以及驅動操作控制。主要負責控制斷路器及隔離開關的分合、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、保護測控系統與其他IED設備等等。其主要負責控制與保護一次設備、優先地控制數據采集、控制命令的發出與統計運算等操作，可以對本間隔過程層的實時數據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絡，實現對全站實時數據信息的匯總，從而實現對實時數據庫的及時刷新。并且能夠根據相關的規定，登陸到歷史數據庫中，向控制或者調度中心傳輸相關的數據信息，同時能夠將中心的控制命令傳遞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備，可以對設備參數的各項功能進行在線修改以及組態。此外，其還可對站內當地的情況進行實時監控，并且具有人機聯系的功能。

　　數字化變電站自動化技術的應用

　　（一）應用優勢

　　1. 強化變電站安全可靠性

　　相較于數字化變電站，傳統變電站設備設計處理時所用技術不夠新穎，且設備主要裝置為傳統互感器，最終使得變電站內設備交互效果不佳、變電站內信息統一管理難度大［2］。另外，通常情況下，傳統變電站本身在線監測能力較弱，無法實時監控設備狀態，導致系統運行管理實效性低，需依靠人工管理完成設備監管、系統運維作業。而在數字化變電站引進自動化技術后，可通過建立綜合性自動化平臺，建設智能化、網絡化的電氣設備，且在自動化技術應用中，變電站核心電氣設備均具有自我檢查功能，可在故障產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，自動化技術可利用網絡通信、光纖技術，改變二次設備接線設計，簡化數字化變電站設備運行流程，可預防二次設備回路絕緣等故障隱患，實現變電站穩定運行目標。

　　2. 有效控制變電站運維成本

　　傳統變電站內部設備種類、功能多樣，但在高強度工作下會產生設備故障，并且在設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，且檢修任務復雜。部分變電站在定期校驗設備運行狀態時，為確保繼電保護設備整定值的準確性，甚至需要在檢修前期進行停電處理，導致變電站日常運維成本高。自動化技術應用在數字化變電站后，可在站內建立自動化監測系統，由電子設備在線采集設備運行數據，同時在提前預測設備故障基礎上，由電子設備校驗設備，有利于節約人工校驗時的資金損耗，控制變電站運維成本。除此之外，數字化變電站自動化技術應用中，設備信息、管理數據傳輸可在信息網路支持下完成，能夠進一步減少通信網絡系統建設成本，使數字化變電站在創新管理模式時，無需大批量更換設備，從而保障變電站整體工作效率，降低變電站內工程投入成本［3］。

　　3. 優化變電站一體化設計

　　數字化變電站數據采集時，會借助電流互感器模擬信號，完成數據收集、匯總任務，但模擬信號使用時卻會產生附加誤差，影響變電站設備數據統計準確性、有效性。為此，相關人員可將自動化技術應用在數字化變電站中，可優化變電站一體化設計，改變變電站原有數據采集模式，利用“電子式互感器”，保證電氣設備數據分析精確性，提高變電站內部設備測量質量。與此同時，自動化技術可結合數字化變電站內監測系統體積、重量小等特點，將其布設在變電站設備開關控制系統中，實現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，數字化變電站在根據IEC61850標準完成模型建立、人機交互工作時，能夠分層構建智能化的二次設備、一次設備管理體系，保證變電站內設備信息共享的及時性。同時根據變電站功能層設計，健全變電站信息管理平臺，避免變電站設備檢測、監控等系統在獨立設置后，影響變電站綜合管理。再者，數字化變電站自動化技術應用時，可在通信網絡促進設備信息交互，將變電站內設備控制、電流電壓計量、設備狀態檢測等系統，構建為信息化管理平臺，使變電站信息平臺能夠統一管理。

　　（二）具體應用

　　1.一次設備

　　數字化變電站中，一次設備是應用自動化技術的主要承載體，隨著數字化變電站的智能化建設，其內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、開關裝置等一次設備，需要利用自動化技術增強自身抗干擾能力，并且在該技術支撐下，自動完成檢測、校準任務，有效控制數字化變電站一次設備運維中，可能造成的成本損耗，提高變電站整體管理效率。此外，自動化技術與一次設備的有機融合，能夠簡化數字化變電站內光電互感器管理流程，強化設備運行可靠性，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，一次設備靈敏度、故障反饋速度明顯改善，能夠滿足變電站的自動化、數字化建設需求。

　　2.二次設備

　　在二次設備運行管理中，應用自動化技術時，相關人員會結合IEC61850相關要求，以及數字化變電站功能需求，對站內繼電保護、故障錄波、穩控設備、測量控制等二次設備進行標準化自動管理。同時在模塊化的二次設備組成體系中，集成應用網絡通信技術，提高各二次設備網絡通訊的便捷性，使其在自動化、網絡技術的作用下，實現變電站內設備交互中的數據共享、資源共用目標。