试析智能变电站二次系统的建立难点

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【摘 要】 在高科技的推动下，电力系统朝着智能化的方向发展，变电站也开始实现自动化、智能化，提高了电力系统的运作效率，加强了其稳定性和安全性。一次系统是组成电力系统的主体装置，包括发电机、变压器、输配电线路等，二次系统是由对一次设备进行控制保护的智能设备组成的，如自动化装置、继电保护、系统通讯等。本文对其结构及建立的重点、难点做了简要分析。

【关键词】 智能变电站 二次系统 难点 同步测试

随着人们用电量的增长和要求的提高，电力系统的工作量大幅增加，运行越来越复杂。作为电力系统的关键部分，变电站的作用十分突出，为减小故障发生率，维护系统的稳定，变电站以自动化、网络化为基础，逐渐实现了智能化。

1 智能变电站

智能变电站是普通变电站的改进，依靠先进的技术，采用低碳环保型设备，在数字化、网络化和自动化的基础上，能够对变电站的运行情况进行自动监控，采集相关信息，并加以计量控制，以保护变电站的安全，同时，智能变电站还具备智能调节、在线分析及协同互动等功能，作为智能电网中的重要节点，智能发电站需不断优化，及时完成程序的更新工作，从而有效降低运行的危险系数。智能变电站二次系统是由测控装置、保护装置以及智能终端、合并单元等设备组成，对一次设备进行保护，实现一次系统和二次系统的完美结合。

智能化变电站系统可分为三个层次：①过程层，该层负主要责电能的变换、输送、测量及状态监测等工作，多由智能设备、终端以及合并单元组成，包含有一次设备及其他组件；②间隔层，主要是指二次设备，包括测控及继电保护等装置，负责与各种智能控制器和传感器之间的通信工作，即通过一个间隔的数据作用于其设备上；③站控层，为了完成能够同时测量并控制多项设施以及整个变电站的目的，从而能够更好地进行数据采集、操作监控等工作，以方便保护信息管理，该层有诸多子系统，如通信子系统、自动化子系统以及对时系统等。

变电站涉及诸多方面，设备较多，要加强其间的信息交流，实现信息资源共享，需要得到两个要素的支持：一是智能化一次设备；二是网络化二次设备。智能变电站将二者进行了统一，有利于电力系统的稳定运行，值得推广应用。

2 智能变电站二次系统的难点

2.1 采样的同步性

在智能变电站运行中，不管是变压器保护、母线保护，还是测控计量装置，都需要具备高精度的数据同步性，实现数据的同步的方法通常有两种，一是区域采样点插值同步法，二是全站时钟源同步法。为实现数据同步，有必要开展现场同步测试，即对二次设备采集数据的同步性进行检验。

在测试电压采样的同步性时，需对不同间隔的电压采样进行同步处理，关于其同步状况，往往要实现不同电压互感器的并接升压，并进一步对电压采样进行检查，然后做出最终决定。

而在电流采样同步性的测试中，由于和传统的差动保护存在差异，电流互感器的数据处理时间及网络传输延时都不一样，直接导致差动保护各模拟量的非同步性，这就需要对其进行测试，并予以适当的调整。在测试变电站差动保护的同步性时，通常会采取一次通流的方法，即将方向、大小一致的电流一次输入两个电流互感器，从两个电流量的采样角度差对其同步性进行分析。

2.2 网络的稳定性

智能变电站和普通变电站的不同之处就在于它实现了自动化和智能化，依靠网络代替线路，通过在线分析决策，达到提高工作效率的目的，因此，必须保证网络的稳定安全。测试其网络性能是否稳定，主要有以下几个常用指标：①吞吐量。主要是对交换设备的数据包转发能力进行明确反映，在保证数据包不会丢失的基础上每秒能够转发数据包的最大值，此值常通过步进法和二分法来完成查找；②网络时延。指的是输入帧的最后一个比特输入到输出帧的第一个比特输出之间的时间间隔，这是针对存储转发设备而言的，而比特转发设备的网络时延则由不同的定义，指的是输入帧的第一个比特输入到输出帧的第一个比特输出之间的时间间隔，为增强其准确度，经常要重复很多次，并做好详细记录，最终取其平均值；③丢包率，即交换设备在不同负荷下的数据包转发中丢弃数据包所占的比例，所谓不同负荷，是指从吞吐量测试到线速，步长一般为线速的10%。在测试网络的稳定性时，SmartBits和Ixia系列是两个常用的测试平台，尤其是后者，其Optixia XM2系统可同时支持电口和光口网络性能的测试。

2.3 装置时钟的准确度

在智能变电站中，时钟的准确度十分关键，尤其是在事件顺序记录时，时钟的误差一定要控制在1ms以内，若是合并单元同步，则却要精确到微秒。事件顺序记录时钟依靠GPS时钟源提供标准的脉冲信号给装置，实现信号和装置开入端的连接，然后对装置内采集信号的时标和标准时钟的输出时间相比，进而对装置时钟误差进行判定。由于技术条件有限，目前还没有较好的测量手段能够保证合并单元等设备的精度。

3 结语

电力系统结构庞大，在运行中很容易出现故障，影响其稳定性，实现智能化后，通过自动监控、分析和决策，能够减少故障的发生次数，提高运行效率。作为智能电网的重要部分，智能变电站二次系统对变电站的主体设备装置进行保护，从而保证变电站快速、安全、稳定的运行。

参考文献：

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