智能变电站过程层应用技术研究

周淑芸

摘 要：科学技术的不断进步和普及，对社会发展产生了深刻的影响。变电站作为现代社会稳定运行的重要保障，对社会发展起着重要的支撑作用。新形势下，科学技术的应用使其呈现出智能化和信息化的发展特点，本文从变电站的运行角度入手，阐述了智能变电站过程层的相关内容，并探析了它的基本要求。

关键词：智能变电站；过程层；应用技术

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.170

0 引言

随着电力企业体制改革的不断深入，电力企业的经营运行得到了极大的改善。科学技术作为一种先进的生产力，它在变电站中的应用可以提高变电运行的自动化和智能化，提升运行质量和效率，促进技术管理的进一步发展，过程层作为智能变电站智能化系统的重要组成部分，它的技术应用状况直接关系着整个智能变电站系统的运行质量，因此，对于智能变电站的管理人员来说，就需要加强这方面的管理和控制工作。

1 什么是过程层

1.1 过程层的含义

在智能变电站的自动化系统构成中，主要涉及到三个部分，即过程层、间隔层以及站控层，三层之间的连接是采用应用分层、应用分布以及开放式网络系统来实现的。它是在一层设备和二层设备之间的结合面，是属于最底层的一种，主要的作用是对设备的运行状态起到监测分析，并且在这一过程中过程层还能以数字化的形式来实现基本状态量和模拟量的输入和输出，就是把之前变电站的间隔层中某些应用移交给过程层来实现[1]。一般来说，过程层的信息传输方式是借助光纤通信完成的，它的服务方式有两种基本类型，即采样值传输（SMV）和GOOSE信息传输。

1.2 过程层的构成结构

从当前的过程层构成现状来看，它的构成主要是由变压器、隔离开关以及断路器等一次设备和所属这些一次设备的智能组件，还包括部分智能电子装备等。智能变电站的过程层技术采用的是新型电子式互感器和智能化的开关。过程层采用采样值（SMV）和GOOSE两种形式来完成信息的传输，在这样的传输形式下可以为电力系统的稳态、暂态、动态数据和智能变电站设备运行状态、图像等提供很大的便利，也可以对系统运行的调整提供参考依据[1]。

2 智能变电站过程层的应用技术方案

2.1 常规互感器

在常规互感器的方案设计中，对于过程层的技术应用分析，我们以220kV线路的保护为分析对象，以常规互感器来实现采样值的数字化。在完成现场采集单位的配置后，它的具体模拟量要按照FT3的格式来输出，之后通过光纤的形式来接入合并单元。根据实际应用的保护方案来看，这个方案是依据IEC61850标准设计的，这种设计方案保护装置不经过交换机而直接采样，直接通过GOOSE跳断路器，且可经GOOSE网络方式启动断路器失灵及重合闸。这种方案在实际应用中的优点就是可以从长远发展的角度来思考，后期工程中可以把常规互感器改造成电子式互感器，但是它的系统结构较为复杂，对于常规电流互感器的饱和问题得不到高效的解决处理[2]。

2.2 电子式互感器直采直跳的方案

我们还以220kV线路保护为分析对象，这种方案采用的是电子式互感器，基于这一层面的原因，它是不需要进行单元采集的，可以顺利的实现直采直跳状态。简单来说，就是它的过程层采样值和继电保护相关GOOSE信息之间的传输是以点对点的形式实现的，其他非继电保护的GOOSE信息、采样值传输可采用网络模式。那么在这个方案体系中，继电保护的采样值是按照IEC61850-9的标准进行的。它所采用的保护装置是双重化配置，每套保护包含完整的主、后备保护功能，这也是设备稳定性和安全性的内在要求。那么经过对实际的应用分析来看，它的优点主要是可以节省中间的交换机环节，不需要同步对时信号，此外，它的保护及合并单元所需网口较多，存在严重的发热量，需要使用到更多的光缆和交换机[2]。

2.3 三网合一的过程层方案

所谓的三网合一主要指的是IEC61850-9-2采样信息、IEEE1588对时信息和GOOSE信息共网传输的方案。对于这种方案的分析，我们以实际应用的变压器保护为例来阐述，在它的结构中，间隔层和过程层合并单元所采用的是IEC61850-9-2，它和过程层智能终端合并单元主要采用的是GOOSE通信协议。过程层网络按间隔配置独立的间隔交换机，各间隔通过主干网交换机组成过程层网络实现信息共享。

这种方案在实际应用中也是十分常见的，那么通过对其的分析可以总结出它的优点有采样值传输、GOOSE、IEEE1588三网合一，最大程度实现了信息共享。那么它和剩余的两种方案相比较来看，它的网络传输结构较为简单和清晰，一般是不需要应用较多光缆和交换机来做附件的。那么不论是它的设计还是安装都是不需要较多繁琐环节的，同时这种方案也为后期的维护保养提供了很大便利。除此之外，这种三网合一形式的方案是符合未来技术发展方向的，不过需要注意的是，在其应用的过程中，它对技术的要求较高，要具备专业的技术作支撑，因此，它的技术会有一定的难度，并且从当前的应用发展现状来看，对于它的可靠性也没有十足的把握，它所需要的冗余手段也不很充足，基于此，就需要技术人员在采用这种方案时要重点关注冗余技术的研究[3]。

3 总结

通过上述的分析可以看出，智能变电站是在科学技术应用下的一种新的变电站形式，同时也是电力系统未来发展的趋势。过程层作为其重要的构成部分，它的技术研究工作直接关系着变电站的运行状况，在通过对过程层的相关内容分析基础上，对过程层的技术要求进行了研究，并通过对当前的实际案例研究提出了三种技术方案，这三种方案中，三网合一方案是最为合理的一种，应用的实效性很好，对于技术人员来说就要重点关注它的技术性和可靠性两个方面，加强这两方面的研究，确保智能变电站过程层的技术应用良好。

参考文献：

[1]易永辉，王雷涛，陶永健.智能变电站过程层应用技术研究[J].电力系统保护与控制，2010，38（21）：1-5.

[2]廖荣鹏，黄芬兰.智能变电站过程层应用技术研究[J].企业技术开发，2015，34（06）：40-41.

[3]毋耀宗.智能变电站过程层应用技术探讨[J].电子制作，2015，（05）：82.endprint