智能变电站过程层应用技术探讨
智能变电站过程层应用技术探讨
毋耀宗 南京国联电力工程设计有限公司 江苏南京 210000
【文章摘要】
智能变电站在电网领域中有着逐步增长的广泛运用，对于其现有的技术层面的要求在运营过程中出现了不断地变化和改善。本文针对智能变电站过程层的应用技术展开详细的探讨，以期能使读者对过程层应用技术有一个详尽的认知和理解。
【关键词】
智能变电站；过程层；应用技术
随着供电局对新能源的利用以及高新技术的开发应用，智能变电站作为其中的重要内容，它的技术发展以及进步对于整个电网领域都是极其重要的。而作为智能变电站智能化系统中三个重要组成结构之一的过程层，它的应用技术的发展和探讨对于整个智能变电站系统有着极其重要的促进意义。
1 过程层的内涵和作用
1.1 过程层的概念
智能变电站的自动化系统由3 个结构组成，分别为过程层、间隔层和站控层，
主要运用了应用分层、应用分布以及开放式的网络系统来实现三层之间的连接。过程层在一层设备与二层设备之间的结合面，处于三层结构中的最底层，主要用于对设备的运行的状态进行监测、实时完成运行中电气量的采集工作以及执行操作系统的控制命令等。同时，在过程层中还能数字化地完成基本状态量以及模拟量的输入和输出。简单来讲，就是将原先变电站的间隔层中的某些应用交由过程层来完成。例如：将开关的数量以数据信息的方式进行输入和输出。经由过程层进行相应信息的传输，对于智能变电站的实时性、准确度以及其信息采集方式有着直接的重要影响。过程层的信息传输主要通过光纤通信的方式来实现。其服务的主要方式有分采样值的传输和GOOSE 信息传输两类。
1.2 过程层的组成结构
过程层主要由变压器、隔离开关、电流/ 电压互感器、断路器等一次设备和所属于这些一次设备的智能组件以及独立的智能电子装备等组成。与传统变电站相比，智能变电站的过程层技术取得了较大的技术突破，运用了新型的电子式互感器，并使用了智能化的开关。在采用了GOOSE 和分采样值的方式来进行信息的传输后，对于掌握电力系统的动态、稳态、暂态数据和智能变电站的运行状态及图像数据提供了极大的便利，同时对于调整电力系统的运行状态提供了科学而全面的依据。
2 过程层的基本应用要求
2.1 SMV 的基本应用要求
采样值传输作为过程层和间隔层信息传递的重要内容，在过程层上出现最大采样值传输数据流时，对于采样值报文以及跳闸报文在实时性上有着较高的要求，
即使是在极端情况的出现时，需要做到报告文献的响应时间具有确切的确定性能。在采用采样值进行传输的过程中，需要具备较高的技术要求。当采样值传输过程中出现较大数据流时，且对于实时性有较高要求时，可以实施发布者/ 订阅者结构的应用。在按照相应的标准定义中为了实现资源信息的共享，在SMV 数据传输过程中，应使用交换机来实现对保护装置、监控装置、合并单元以及智能装置等设备之间的连接工作，并以光纤的方式来完成智能变电站中的过程层网络的安装工作。
2.2 G00SE 信息传输的实时性要求
G00SE 是一种在发布/ 订阅结构的基础上面向所有通用对象的关于变电站事物发生及处理的事情，它可以迅疾且有保障地实现变电站中相关数据模型和对象的集中交换和科学的映射。间隔层的保护装置、测控设备、智能单元等一次设备之间的信息数据传输主要由G00SE 数据帧的传递来服务。GOOSE 报告文录中的数据流量比较小，但是却有很多突发性可能事件的发生。在智能变电站中，GOOSE 主要用于跳合闸命令和信号的传输，在“保护跳闸”等重要的报文过程中，需要将报文信息在规定的时间限制内传输到最终的目的地。因此，对于GOOSE 信息传输有着极高的实时性要求。
2.3 合并单元的基本应用要求
合并单元的基本应用要求主要是对于合并单元地点环境以及对于尘埃、雨雪和风沙防御措施的要求。由于合并单元是一种通过对二次转换器中电流/ 电压数据进行相关的时间组合和处理后形成的物理单元。为了实现多个电子式互感器的相关数据的汇合和合并来获得电力系统电流和瞬时电压值，利用了新型的电子式的互感装置给间隔层保护装置和测控装置等一系列二次设备以数字化的方式显示同一时间内或者相关时间内的关于电流和电压的SV 数据帧，并在保证数据品质的前提下完成给继电保护等装置设备的传输工作。过程层的SV 数据帧的传输主要通过合并单元来实现，它是互感器物理形式上的一个组成部分。合并单元和继电保护装置有着相当的重要性，因此，其存放地点需要没有爆炸源，没有强烈的振动源，也没有带有腐蚀性的气体成分和严重的霉菌污染，而且要求没有导电的尘埃。良好的及时性和较为精确的守时性是合并单元能够完成同步运作的重要保障。
2.4 关于智能终端的最低应用条件
智能终端主要用于帮助对GOOSE 数据帧的传递工作，因此要求在对GOOSE 信息进行处理时的时延如果高于1 毫秒即为不合格。并且，智能终端还要能够完成GOOSE 命令的记录功能，并且能够提供简单高效的查看办法。
3 过程层的组网方法探究
过程网三合一、常规互感器以及电子式互感器直采直跳的方案是目前乃至近一段时间关于变电站中过程层的组网的方法。在这三种组网方案中，着重探讨一下三合一方案。在过程网三合一方案中，
主要在于对变压器进行保护作为案例。应用了G00SE 信息、IEEE1588 对时信息以及IEC6
4 结束语
由于经济的快速发展和对能源需求的跳跃式提高，对于资源利用率的提高便存在了更严苛的要求。为了适应这些要求，在供电局实施了对电网领域内技术的突破性改善和创新，实现了智能化变电站的发展。在变电站的过程层中采用了GOOSE 信息传输和采样值传输的服务方式来实现对电力系统中动态、稳态以及暂态实时数据信息的掌控和调整以期实现对能源的高效利用率，达到节约能源，保护资源和周边环境的最终目标。
【参考文献】
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[2] 张萍. 数字化变电站技术探讨[J]. 大科技• 科技天地,2010,(7)
[3] 刘斌. 智能化变电站过程层通信技术研究[J]. 信息系统工程,2013,(12):112-113.
[4] 张国明, 窦纪伟. 智能化变电站过程层设备原理及应用[J]. 华章,2012,(6):326.
【作者简介】
毋耀宗（1987.12~）河南禹州人，大专学历
，现供职于南京国联电力工程设计有限公司，从事电力线路设计工作。
