试析变电自动化控制系统

芦新强帕提合努尔邵瑞琦

（国网新疆电力公司伊犁供电公司检修公司835000）

摘要：随着网络信息技术的推广和发展，以及通讯技术在电力系统自动化中的应用，变电站的智能自动化技术也随之发展起来。计算机信息技术在变电站自动化的应用更加适应了现在变电站的自动化系统中庞大的信息数量。

关键词：变电自动化；控制系统；试析

一、变电自动化控制技术的概述

1.1变电自动化控制的含义

电力系统的自动化控制技术是以各种自动化监控、检测装置为基础，对电力系统中的各种信号数据进行分析和处理，从而实现对电力系统各区域、各元件的自动监控和调节。这种调节工作可以就地进行，也可以由人工远程操作，能够有效保障用电系统安全稳定的运转。

1.2变电自动化控制的组成

电力系统的自动化主要可以分为三个方面：电力调度的自动化、变电装置自动化、配电网自动化，在这三种技术中，发展速度最快的是电力调度自动化技术，它主要负责收集及检测电网系统的相关数据，从而使电力系统更好的完成调控行为。变电装置自动化是借助于智能信息技术、现代通讯技术等对变电装置进行进一步地完善，实现对变电装置的统筹调控，在有效维护变电装置工作稳定性的同时，大大提高了它的工作效率。配电自动化已通过发展经历了三个阶段，主要是通过保护装置等硬件设施，自动电源开关，故障排除方面的早期阶段，但由于硬件水平和功能的局限性，它的监管能力是非常有限的；配电自动化的第二阶段结合了网络通信技术，电子信息技术和电子技术，电力系统监控，有效地实现了远程监控，检测的完整的运行状况，可以及时发现问题领域，远程控制由工作人员；配电自动化在这个阶段主要是基于自动化控制模块的整合阶段，并逐步摆脱对人力的依赖，从而使电力系统的自动化控制变得更加高效和智能化。

二、变电自动化控制的常见调控方法

变电系统具有十分复杂的内部组成结构与较难控制的物理性能，因此为提高现代电力系统的控制效果与安全效果，必须采用多方面的先进控制理念对其进行控制，并不断进行控制技术的革新。

2.1神经网络控制系统

自19世纪50年代神经网络控制方法被研制出来以来，经历了近70年的发展，其内部模型与数学算法得到了较好地完善。神经网络控制技术具有较强的非线性，并具有并行处理能力较强、自组织能力较好等优势，因此也逐渐成为电力系统自动化控制方法中的常用控制方法。神经网络控制系统的控制机理是将大量的控制质量赋予在连接权值之上，通过自带算法对权值进行调节，并最终达到神经网络的非线性映射的效果，从而满足电力系统自动化控制的使用要求。

2.2专家控制系统

专家系统是以模仿电力专家解决电力系统日常问题的电力系统自动化控制方式，它能有效应用于紧急情况下的处理功能、系统自动恢复功能、电力系统故障自检测与自动隔离功能，除此之外，它还提供人机接口，供工作人员对电力系统进行综合有效管理。然而专家控制系统是基于人工经验而编制的系统，它缺乏有效的创造性与学习型，并难以对较为复杂的情况进行控制。这些缺点都在一定程度上限制了专家系统的进一步扩展使用，同时也是电力系统自动化控制专家亟需解决的关键问题所在。

2.3综合智能控制系统

随着用户需求的不断增加，电力系统自动化控制开发者也对自动化控制系统进行了全方位的革新与融合，综合智能控制系统就是一种较为现代化的智能控制技术。它在一定程度上集成了模糊控制与神经网络控制在模型结构与算法上的优势，并在此基础上集成了各种智能控制系统的功能，从而使综合智能控制系统具有较好的兼容性能与自组织自学习性能。综合智能控制系统可以从多方位多角度对各类问题进行智能控制，从而使原有的多种控制系统之间得到相互的互补功能，以合力完成更为高级的电力系统自动化控制功能，同时也是电力系统自动化控制技术的主要发展趋势。

三、变电所自动化系统的结构

在高压或超高压变电所中，将保护装置，测控装置，故障录波及其它自动装置的I/0单元割裂出来，把它为智能化一次设备的一部分。反之，智能化一次设备的数字化传感器，数字化控制回路代替了；而在中低压变电所则将保护、监控装置小型化、紧凑化，完整的安装在开关柜上，实现了变电所机电一体化设计。从逻辑上可分为“过程层”、“间隔层”、“所控层”三个层次。从物理上来说数字化变电所自动化系统的结构可分为智能化的一次设备和网络化的二次设备两类，其中在逻辑层的三个层次来看：

3.1过程层

该层是一个一次设备和二次设备的结合面，换言之过程层是指智能化电气设备的智能化部分。过程层的主要功能可以分为三类：①电力运行的实时电气量检测它是与传统的功能一样，主要是电流、电压、相位以及谐波分量的检测，其他电气量入有功、无功、电能量可通过间隔层的设备运算得出。采集传统模拟量被直接采集了数字量所取代。这样做的优点式抗干扰性能强，绝缘和抗饱和特性好。开关装置实现了小型化、紧凑化。②运行设备的状态参数在线检测与统计变电所需要进行状态参数检测的设备主要有变压器、断路器、刀闸、母线、电容器、电抗器以及直流电源系统。在线检测的内容主要有温度、压力、密度、绝缘、机械特性和工作状态等数据。③操作控制的执行与驱动操作控制的执行与驱动包括变压器分接头调节控制，电容、电抗器投切控制，断路器、刀闸合分控制。直流电源充放电控制。过程层的控制执行与驱动大部分是被动的，即按上层控制指令而动作，在执行控制命令时具有智能性，能判别命令的真伪及其合理性，还能对即将进行的动作精度进行控制，能使断路器定相合闸，选相分闸，在选定的相角下实现断路器的开合和开断，要求操作时间限制在规定的参数内。

3.2间隔层

其主要功能是：①汇总本间隔过程层实时数据信息；②实施对一次设备保护控制功能；③实施操作同期及其他控制功能；④实施本间隔操作闭锁功能；⑤承上启下的通信功能，即同时高速完成与过程层及所控层的网络通信功能；⑥对数据采集、统计运算及控制命令的发出具有优先级别的控制。

3.3所控层

其主要功能是：①通过两级高速网络汇总全所的实时数据信息，不断刷新实时数据库，按时登录历史数据库；②具有在线可编程的全所操作闭锁控制功能；③具有所内当地监控，人机联系功能；④按既定规约将有关数据信息送向调度或控制中心；⑤接受调度或控制中心有关控制命令并转间隔层、过程层执行；⑥具有对间隔层、过程层诸设备的在线维护、在线组态，在线修改参数的功能；⑦具有变电所故障自动分析和操作培训功能。

变电所的自动化发展，使供电可靠性有了很大的提高，但是要进一步缩短故障停电时间，很大一部分取决于馈线自动化的发展。必须在馈电线路上装设电动开关，配置馈线终端设备FTU，对一些分支线路，还应装设故障指示器，并利用通信系统，向系统提供馈线运行数据和状态，执行系统下达的馈线开关遥控操作命令非线性负载，电动机直接起动，不平衡负载，焊接设备以及家用电器设备增多，降低了电压质量。电压质量对现代电子设备及计算机系统影响极大。

结语

随着用电总量的增加,实现变电自动化并确保其稳定性成为了电力系统目前发展的一项重要工作。本文重点对变电自动化的控制系统的特点以结构特色进行了详细的分析，目的是提高电力管理者对变电自动控制系统的了解，促进我国电力系统自动化的形成。

参考文献

[1]陈远超.电力系统变电运行设备维护技术[J].企业技术开发.2016(01).

[2]肖舒乐.电力系统变电运行设备的主要问题和解决方法分析[J].电子技术与软件工程.2016(03).

作者简介

芦新强（1991.1），男，新疆伊犁人，单位：国网新疆电力公司伊犁供电公司检修公司研究方向：继电保护，杂志出刊邮寄地址：新疆伊宁市解放西路344号伊犁供电公司检修公司，邮编835000

帕提合努尔（1985.5），男，新疆伊犁，单位：国网新疆电力公司伊犁供电公司检修公司研究方向：继电保护，杂志出刊邮寄地址：新疆伊宁市解放西路344号伊犁供电公司检修公司，邮编835000。

邵瑞琦（1985.7），男，新疆昌吉人，单位：国网新疆电力公司伊犁供电公司检修公司研究方向：继电保护。