变电站自动化管理系统中的通信技术研究

2024-05-09王佳巍

通信电源技术 2024年5期

王佳巍

（山东科创电力科技有限公司，山东济南 250000）

0 引言

随着电力系统的发展进步，变电站自动化管理工作的质量受到广泛关注，要对监控系统、继电器保护系统、电能质量控制系统等进行综合管理，发挥通信技术的应用优势，确保内部数据通信的及时性和可靠性。简化系统交互的流程，为变电站自动化管理控制工作的顺利开展提供保障。

1 变电站自动化管理系统中通信技术的应用要求

为更好地维系变电站自动化管理系统的应用效能，要结合管理系统控制的具体要求和规范，建立完整的控制平台，保证相关技术内容合理衔接，并进一步维系管理控制的整体水平。为此，要融合通信技术内容，严格依照通信技术应用的流程，在满足应用要求的基础上满足变电站自动化管理系统综合运行效能的发展需求。

1.1 通信网络要求

为保证变电站自动化管理系统中各子单元应用管理控制的基本水平，在通信技术应用控制过程中，要确保通信网络满足以下要求。

首先，通信网络要具备实时性响应功能，结合数据网络完成现场信息数据的实时性管理，及时分析数据之间的关联性，并结合信息交互管理的具体需求搭建可控化的通信平台，维持信息传输的综合效果，降低延时对信息共享的影响。同时，通信网络能依照电力工业标准完成数据的传送作业，确保网络数据管理的基本水平满足预期。

其次，通信网络要具备较高的可靠性，为维持电力，电力系统需采取连续供电的应用模式，数据通信网络也要维持连续运行状态。为此，要避免出现通信网络故障，整合可靠性控制机制，搭建完整的运维体系，确保通信网络安全水平最优化。

最后，通信网络要具备一定的抗干扰能力。因为变电站本身是强电磁干扰环境，为维系信息交互传输的合理性，要着重控制数据通信网络的稳定性，消除干扰，维持信息交互的质量水平。

1.2 传输速度要求

为保证变电站自动化管理系统中各个层级结构的信息及时交互，要对传输速度予以控制，依照信息要求，搭建完整的信息交互平台。

一方面，针对基础传输过程，要结合变电站的运行情况，对传送母线电压、电流、有功功率等测量数值进行集中管理和传输。同时，为维持整体作业的稳定性，要将响应时间控制在1 ～2 s，符合数据采集与监视控制系统（Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA）的基本应用要求。而对于常规计量信息数据，可适当降低传送优先级，并要求变电站数据库信息刷新过程满足实时性需求，维持信息传输的及时性和可靠性[1]。

另一方面，针对突发事件产生的信息数据，一旦系统出现事故问题，要适当缩短信息传输的时延，将其设置为最高优先级，并依次记录故障状态下继电保护动作的信息和时间，待故障问题处理后完成相关信息传输处理。

综上所述，要想更好地发挥通信技术的应用优势，就要结合变电站自动化管理系统的运行要求，建立更加稳定的通信运行控制平台。在整合资源结构的基础上，减少信息传输不到位、速率不足等问题造成的影响，维系变电站自动化管理系统多元管理的科学性。

2 变电站自动化管理系统的通信传输内容

在变电站自动化管理系统中应用通信技术时，为维持通信处理效果，要明确具体的通信传输内容，充分发挥分层分布式结构的应用优势，以满足相关层级结构信息处理控制的基本要求。变电站自动化管理系统的分层分布式结构如图1 所示。

图1 变电站自动化管理系统的分层分布式结构

2.1 现场一次设备和间隔层信息传输

对于变电站自动化管理系统而言，设备间隔层要对现场一次设备予以管理，建立有效的信息交互传输平台，保证信息数据交互控制的科学性和稳定性，从而更好地维系系统设备的后续应用效能。在信息传输的过程中，利用电压互感器、电流互感器对正常运行情况和事故情况信息进行汇总，统筹记录电压参数和电流参数，在采集设备状态信息和故障信息后，有效完成信息传输处理，确保后续应用处理方案得以落实，维系变电站自动化管理系统整体作业的合理性[2]。

2.2 间隔层信息交换

在间隔层信息处理工作中，要结合间隔层内部功能模块的具体情况完成信息的分类处理，保证相关信息内容控制管理的科学效果，更好地维系信息交互的及时性和完整性。在功能模块的处理工作中，要对继电保护、控制单元、监视单元以及测量单元等模块进行集中管理。结合各个模块的工作应用要求和运行规范，打造完整的数据交互体系，汇总测量数据和状态信息数据的同时，确保数据交换及时且完整，为整个系统的稳定运行提供良好的保障。

2.3 间隔层和变电站层信息传输

基于变电站自动化管理系统运行的具体要求，确保间隔层和变电站层之间能搭建完整的信息交互体系。在了解传输内容的基础上建立稳定的信息传输通道，及时汇总信息并完成信息的传输处理，以便工作人员开展相应工作[3]。

2.3.1 传输内容

要整合通信技术的应用规范，确保信息传输控制的合理性，并维持应用模式的基本水平，发挥远动技术优势，强化整定保护定值的处理效果，并实现测量状态信息、操作信息、参数信息的实时性交互作业。

第一，测量状态信息，对断路器、隔离开关、主变压器分接开关以及各个间隔层运行状态等信息进行汇总，辅助工作人员进一步了解相关设备的运行现状，了解正常运行状态和事故状态下的相关信息内容。第二，具体操作信息，了解断路器和隔离开关是否按照开合指令落实具体工作，汇总其操作执行情况，并利用传输信息实现指令的执行作业，完成自动装置的投入和退出处理等。第三，参数信息，包括自动装置整定数值信息等内容[4]。

2.3.2 传输时间

为保证变电站自动化管理系统信息传输的及时性，在通信技术应用环节中，要依照通信实际需求，合理控制相应的信息传输效能，保证各个层级结构内部传输信息的时间满足实际应用管理规范。各层级内部传输信息的时间如表1 所示。

表1 各层级内部传输信息的时间

除此之外，要建立综合自动化系统和控制中心的通信体系，发挥前置机远动处理的应用优势。前置机远动处理机制如图2 所示。将变电站测量的模拟量参数等集中发送到控制中心，借助上级调度完成指令控制，更好地搭建完整的上行信息和下行信息交互控制模式，保证远动通信的完整水平，进一步提高变电站自动化管理系统的应用效能[5]。

图2 前置机远动处理

3 变电站自动化管理系统中通信技术应用要点

3.1 变电站微机保护信息的通信处理

微机保护的通信处理模式是维系监控系统通信内容的基础，要利用监控系统和控制中心建立数据采集与交互平台，实现完整的数据管理控制。

首先，变电站自动化管理系统中通信技术支持监控系统数据内容的采集和汇总，并及时向监控系统传送相关事件的报告。配合远动传输处理等工作内容，更好地在失电问题出现后保留相关信息数据，最大限度地维系变电站自动化管理系统运行的综合效果。

其次，通信技术支持变电站自动化管理体系中微机保护模式向监控系统发送自检报告，包括对装置内部和输入信号的自检结果。利用信息交互传输的方式就能完成时钟校准处理，与监控系统完成对时，以便能及时进行时钟的修改作业，完成保护定值的控制处理[6]。

最后，微机保护信息单元能维持保护信号的远方复归作业，维系综合控制效果，确保投退保护命令得以落实，避免出现安全失效等现象，更好地优化变电站微机保护效果，充分发挥通信技术应用价值。

综上所述，在计算机技术和通信技术全面发展的基础上，简化系统，并利用通信技术建立信息共享体系，能更好地提升变电站自动化控制技术的应用水平，提高综合应用效能[7]。

3.2 自动装置的通信处理

在变电站自动化管理系统中，通信技术支持自动装置的通信作业，能及时控制装置重合闸、频率减负荷等操作内容。利用交互的信息数据内容，就能更好地维系监控系统和自动综合控制系统之间的合理通信，提高指令操作管理的实效性。

一方面，汇总小电流接地系统接地选线装置的通信内容，及时了解母线谐振信息、接地线路信息等，从而确保相关元件控制的合理性，及时交互参数关联结构，保证自动装置的通信处理效果最优化。

另一方面，对备用电源的自投装置进行通信管理，连接微机保护通信功能的基础上，优化协同控制效果。此外，通信技术支持电压无功调节的控制通信处理，不仅能完成通信交互，还能接收电压和无功调节调度指令。此时，调度中心可结合实际情况切换自动就地控制，确保信息交互的及时性，发挥通信技术应用控制的优势，为变电站常规化管理工作的全面落实提供保障[8]。