摘要：在目前，智能电网已成为世界上应用技术的主流方向，特别是在欧美形成了一个大规模的研究小组。智能电网的初衷是聚集各地区产生的风、光、电等能量，形成网格产业发展的革命。以解决电力资源分配不均，促进电力向环保方向发展，加快电力体制改革，实现电网控制自动化，如何构建更稳定的变电站继电保护系统，是智能变电站继电保护研究的重要内容。深入探讨了智能变电站继电保护自动化系统。提供支援，确保日后有效运作。
关键词：智能；变电站；继电保护；自动化
1 智能变电站继电保护及自动化系统的概述
1.1 智能变电站继电保护的特点
智能变电站的建设不仅是变电站发展的主要目的，而且在智能变电站继电保护装置的实际工作中也具有一定的特殊性，即数据信息供应渠道日益广泛，智能变电站继电保护装置具有高灵活性的特点。在智能变电站继电保护装置的使用过程中，技术人员应从其特点入手，实现智能变电站继电保护装置容量的最大化。
1.2智能变电站的特点
自我国的电网工程进入智能化和自动化构建阶段之后, 智能变电站就是我国现阶段电网工程的重要组成部分。因此现阶段就要对智能变电站进行分析, 智能变电站的特点主要体现在以下的3个方面, 这3个方面都是智能变电站所拥有的发展优势:第一个特点就是在使用智能变电站的过程中现阶段可以初步的实现了电力的传递和交互;第二个特点就是智能变电站的设备比一般的电网价格高, 而且装备更加先进;第三个特点就是智能变电站的电子传感器等设备正在逐步步入全智能化。
2智能变电站继电保护及自动化
2.1 智能变电站继电保护的自动化检测分析
2.1.1智能变电站继电保护自动化检测系统主要有“控制管理机”以及“检测执行装置”两部分:
控制管理机主要包括几个模块, 分别为:计划制定模块、过程监视模块、报告生成模块以及存储模块等等, 这些模块可以实现如下几方面功能, 分别为:设定检测任务并将其分配到检测执行装置、对于继电保护测试仪的输出情况进行控制、对于检测的过程进行监视、对于检测执行装置所得结果实施接收和存储, 并且按照所得结果自动形成检测报告等等;
检测执行装置主要包括如下几部分, 分别为:时钟模块、电源模块、CPU、FPGA、第一以太网接口、第二以太网接口、光以太网接口、光串口以及光B码对时接口等等。其中时钟模块连接CPU以及FPGA, 而CPU和第一以太网接口、第二以太网接口进行依次连接, FPGA连接光以太网接口、光串口以及光B码对时接口。其中第二以太网接口、光以太网接口、光串口以及光B码对时接口都属于检测执行装置, 这些部分都会和继电保护测试仪的端口进行连接, 而第一以太网接口也作为检测执行装置和控制管理机连接端口以及控制管理机的以太网接口进行连接。
2.1.2智能变电站继电保护自动化检测流程。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆智能变电站继电保护自动化检测方式可以分成“自动检测模式”以及“手动检测模式”两种方式, 其检测流程分别为:
自动检测模式的流程:制定出相应的检测任务, 并且选择出对应的检测项目形成检测任务列表;控制管理机对于相应内容进行调用, 主要有:
动态链接库中的控制接口功能，与检测项相对应的xml格式参数文件等，以实现继电器保护测试仪的输出控制；检测执行装置将接收继电器保护测试仪输出的全部消息，检测执行装置将对收到的消息进行相应的分析和处理，从而获得相应的检测结果，并将所得结果发送到控制管理机；检查测试任务列表，看看是否有未完成的测试项目。如果存在，则需要重复检测。如果不存在，则执行以下步骤；控制管理机器存储测试结果并形成完整的测试报告。
手动检测模式的流程:建立测试任务并确定相应的测试项目；选择测试项目并手动配置和选择相应的xml格式测试项目参数文件；继电器保护测试仪由手动控制；并应根据相应的xml格式参数实现输出。检测执行装置接收继电保护测试仪的相应消息输出，并对其进行相应的分析处理，得到相应的检测结果，将得到的检测结果传输到控制管理机；确定测试是否完成，如果没有完成，则重复以上步骤。如果已经完成，可以执行以下步骤；控制管理机器存储测试结果并形成完整的测试报告。
2.2 智能变电站继电保护分析
从智能变电站继电保护的角度来看，站控层和过程层网络的稳定性和有效性起着最重要的作用。其中，站控层网络主要传输积分值和文件，需要修改、记录和广播。调用相应的文件；过程层网络主要传输采样值、切换性能和跳转信号等信息。智能变电站运行过程中，尤其是继电保护采样值或命令信号传输过程中，都会通过以太网数据帧进行，因此智能变电站继电保护最重要的是过程层网络。因此，必须进行合理的规划和调度，以保证智能变电站继电保护的正常运行。
过程层继电保护主要配置快速跳闸的主保护功能, 例如线路纵联保护、变压器差动保护、母线差动保护等等, 而将后备保护功能转移到变电站层的集中式保护装置当中。此种配置方式能够简化过程层的保护设计, 对于主保护功能进行主要设置, 而后备保护简化配置即可, 这样就能够对硬件设计进行简化。同时, 主保护的定值整定较为固定, 并不会随着电力系统运行方式的转变而改变。但是受到保护独立方面的制约, 在对继电保护功能和一次设备进行集成之后, 如果需要同时进行线路保护以及母线保护, 那么需要将硬件进行单独设置, 可以设计成为独立的功能模件形式。
(1) 线路保护。线路保护直接采样、直接跳断路器;通过GOOSE网络重新实现断路器失灵以及重合闸等方面的功能;对于线路间隔内保护测控装置来说, 不但要和GOOSE网络实现信息的交换, 同时也可通过点对点连接以及传输方式直接连接合并单元以及智能终端;对于保护测控装置和合并单元的连接以及数据传输来说, 不需要利用GOOSE网络就能够实现直接的采样, 同时保护测控装置和智能终端的连接也可以不同GOOSE网络就能够实现直接跳闸的功能;设置在线路以及母线之上的电子式互感器在得到电流电压信号之后, 首先要接入到合并单元, 完成数据的打包之后可以通过光纤传输到SV网络以及保护测控装置当中;可以通过GOOSE网络传输的方式将跨间隔信息接入到保护测控装置。
(2) 变压器的保护。智能变压器保护装置的工艺层主要采用分布式配置，实现差动保护功能，备份保护采用集中安装方式。对于非电力保护，可以进行单独的安装，用电缆直接引入断路器跳闸等，用光缆将跳闸指令引入采样通用网络。
(3) 母联 (分段) 的保护。分段保护的实施方案和线路保护的方案类似, 但是具有更加简单的结构。将分段保护装置和合并单元以及智能终端进行连接就能够分别实现直接采样 (不利用网络数据) 以及直接跳闸的功能。另外, 相应设备 (例如合并单元、保护装置、智能终端等) 都可以利用相对独立的GOOSE网络以及SV网络实现信号的跨间隔传输。
结束语
智能变电站在运行过程中需要收集和存储大量相关信息，运行过程中产生的海量信息在安全和保护方面存在巨大挑战。如果不进一步优化其运行，在今后电网需求日益增加的情况下将极为不利。因此，继电保护系统的可靠性研究和分析就显得尤为重要。在目前的情况下，传统的变电站继电保护系统已经不能满足智能变电站快速发展和人们日常生活的需要。因此，加强了智能变电站继电保护自动化系统的研究，以促进智能变电站电力系统运行的智能化和自动化。
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论文作者:罗洁
论文发表刊物:《防护工程》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/11
标签：变电站论文; 智能论文; 继电保护论文; 以太网论文; 装置论文; 接口论文; 网络论文; 《防护工程》2018年第30期论文;