智能变电站自动化系统的结构及其工程调试技术研究

周星辰

（国网扬州供电公司，江苏 扬州 225000）

随着时代的发展，智能变电站作为一种新型变电站产生于当前科技背景，符合时代的要求和生产生活的需要。该变电站采用新型科学技术，在变电站建造过程中投入使用智能设备，最大程度地发挥智能设备环保性与集中性的特点，在传统变电站的基础上大幅提高其工作效率和质量水平。智能变电站的使用很大程度上响应了国家“双碳”政策，因其所使用的智能设备符合环保要求，对环境的危害极小，智能变电站通过数字化的信息传递，可以在第一时间内将检测的数据、故障信息传输至集控中心或调度中心，由集控中心或调度中心对信息进行筛选和传递，使各个平台或变电站信息共享。该系统还可以实现系统保护和基础数据的计量，并可以将采集的数据与大数据进行分析对比，对电网进行智能分析、在线决策，通过云台大数据的比对可以实现协同互动，与周边变电站、电网系统进行联动[1]。因智能变电站具备上述的优势条件，当前电力系统中，智能变电站已成为新建变电站的主流建设方向。在智能变电所的实际运用中，为了充分发挥其灵活性与智能性，在使用前充分了解智能化变电所自动化系统的结构就变得尤为重要，从设备原理入手，学懂弄通基本操作原则，并加之科学、合理的工程调试，才能使智能变电所在电力系统中以最饱和的效率发挥最大的作用。

电力系统机械操作的发展主要经过了从机械化到自动化，当自动化发展程度较高时，在其基础上投入智能设备，使变电站信息的传递更加高效、快捷，变电站的自动化系统便得到了质的提升，成为智能变电站。虽然智能化变电站尚处于发展阶段，但已经有一系列标准化要求来规范智能变电所的应用标准。一套成熟的智能变电所自动化系统首先要保证各类信息传递的迅速与准确，其次变电所自动化系统能够自主完成升级更新和日常状况的处理维护，以上作用的目的是为了给变电所的一次设备提供一个安全、可靠的运行环境，进而使整个电力系统稳定运行[2]。

变电站的核心是保证一次设备的正常运行，智能变电站最大的优势就是可以给予一次设备更大程度的保护与监测，从设备的功能构成来说，智能变电站自动化系统结构可以保证专业技术人员的基础操作，如对智能变电所内各类仪器仪表数据的监测、记录，出现异常数据报警保护等，在此基础上还可以发挥系统功能的作用，系统功能可以理解为基础功能的智能化操作，以前期基础功能收集的信息与数据为依据，让专业技术人员实现对变电站的远程操作，足不出户可以检查变电所的运行状况，系统方面的部分问题也可以通过远程操作进行解决[3]。当智能变电站的自动化系统结构稳定运行后，系统功能和基础功能相辅相成，相互促进，共同保证变电站进入良性循环的运行模式，故障率大幅减少。由此可见，在智能化变电所自动化系统的构建中，系统功能和基础功能具有同等重要的地位，在使用或研究时，两者要相互兼顾、齐头并进。

有了稳定的自动化系统作为保障，还需要对智能化变电站进行调试。智能化变电站工程调试技术主要包含四个方面，分别是基础调试、调试原则、工厂调试和现场调试。

智能化变电站工程调试技术的调试基础对象是变电站中引入的智能设备，包括硬件如中控机、传感器，软件如应用程序等，调试这些智能设备在模拟运行中的状态，观察运行是否通畅、指令是否准确、能否到达变电站的使用要求和目标。在对变电站一次设备的工程技术调试中，调试基础可以分两方面进行，一是上级指令的传达与执行，称之为集成系统调试，二是纵向指令有无矛盾冲突，称之为分系统调试，只有集成系统的指令通畅，且在指令执行时与分系统没有冲突，才能发挥智能变电站准确性和时效性的特点，其余各项功能如自动监控、隐患排查处理才能顺利展开。

调试原则是工程调试技术的标准和目的，是为了保证在智能变电所的实际建设中，工程调试工作按照一定标准开展，指导工程技术人员完成工程调试工作，避免因概念不清、逻辑不清导致的错误发生。以实际工程调试过程为例，当自动化系统的集成工作没有全部完成时，变电站目标智能设备会告知工程技术人员需要重新更新、升级配置，若未及时得到处理便会给变电站的运行带来一定的安全隐患。这种情况的出现，工程技术人员应当根据智能系统的告知，更新智能设备的配置，并在此基础上再次调校。由于系统工作调试过程的集成性和系统性，单体设备调试合格后，根据调试基础集成系统调试的要求，还应该对由多个下级单体组成的集成系统进行调试。调试的目的是修正参数和查找问题，故所有调试行为的准则是调试原则，不得改变系统的完整性，各系统的功能完善，配合衔接合理。

工厂调试是设备制造完成后，出厂前的一次调试测试，除了保证产品的质量外，还要测试设备能否实现各项功能，工厂调试是生产商对客户的承诺与保障，未经工厂调试出厂的设备若出现系统性问题，客户是很难找到故障原因和解决方案的。厂家在设备出厂前，通过模拟现场使用环境，按照调试原则调试系统，必要时要安装可能要使用到的软件来测试与系统的匹配程度；同时要同步进行纵向分系统的功能调试工作，创造尽可能接近实际的现场环境来测试各部件的传动性。当工厂调试完成后，厂家需将调试系统的说明书、检验调试报告和易损件配置清单等文件整理汇总，随系统交付业主单位。

智能变电站工程调试技术的核心是现场调试工作，调试基础和调试原则均是为了给现场调试提供保障。在进行现场调试时，工程技术人员应该注意：

1）由于现场环境如温度、湿度等对调试结果的影响性非常大，工程技术人员要详细勘测现场环境，模拟现场参数，检查网络状况是否处于有效通信情况，检查相关联电力设备的现场情况，严格按照执行标准检测系统设备的软、硬件配置，确定了这些现场环境满足调试要求时，才可以正式进行现场调试；

2）因为调试使用的各类数据具有时效性，在现场调试时，可能会出现部分文件和数据的失效，此时工程技术人员应及时更新数据；

3）为了确保数据库和一次设备的完整关联，调试过程中要确认调度指令中的设备编号能够真实有效地对等起来，保证其准确性；第四，与工厂调试相类似的，工程技术人员在现场调试时，同样可以使用与系统相关的软件来实现自己对变电站的功能需求，根据这些软件反馈的信息与数据进一步对自动化系统进行调试。

随着时代的进步和科学技术的发展，科学技术取得了显着的进步，电力系统想要积极应对瞬息万变的市场经济就要紧随技术革新的脚步，进入智能化、自动化的历史新阶段，这是时代发展的必然趋势，也是电网用户对电力系统提出的新要求。智能变电站的建设及投入使用将成为电力系统的主流技术，由于其操作的简单性和系统的完善性将得到越来越多的工程技术人员的青睐。智能化变电站自动化系统结构及其工程调试技术目前还属于发展阶段，需要更多的专业技术人员对其进行探索以得到更深层次的理解与应用，深入优化系统结构，促进我国智能变电站在电力系统的应用与发展。