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摘要：为解决变电站人工巡视效率低下、可靠性不足的问题，技术人员可以采用智能化控制系统来对传统变电站进行升级。本文首先对变电站自动化技术的发展现状进行了简要介绍，然后分析了变电站智能化运行系统中的一些关键技术，最后探讨了变电站自动化技术的发展趋势，以供参考。
关键词：变电站；智能化运行；智能化控制
Research on the application of intelligent operation control system for substation
Ma Jun
(Taiyuan Heat Group Co.,Ltd.,Taiyuan Shanxi,030000)
Abstract:In order to solve the problem of low efficiency and reliability of the power stations,the intelligent control system can be used to upgrade the traditional substation.This article first briefly introduced the development status of the automation technology of the substation,and later analyzed some of the key technologies in the intelligent operation system of the substation,andfinally discussed the development trend of the automation technology of the substation for reference.
Key words:substation;intelligent operation;intelligent control
近年来，社会用电不仅对供电量的要求有了一定的提升，同时对供电系统稳定性提出了新的要求。变电站是供电系统的核心，其稳定性得到了社会各界的广泛重视。一般情况下，为了保证供电安全，供电部门需要安排人员进行巡视，以确保变电站设备的正常运行。但是由于变电站分布较为分散，如果采用人工巡检，那么不仅工作效率低，而且效果也无法得到保障，进而导致变电站故障率居高不下。一、变电站自动化技术发展现状分析变电站自动化技术的应用范围越来越广泛，其作用也日益重要。从实际应用效果来看，当前变电站自动化技术的应用效果较好，尤其是在电网调度环节中，自动化技术的应用能让调度流程得到优化，以此提高变电站运行的安全性和高效性。具体来说，相关部门可以运用计算机设备监测电力系统，对相关信息进行搜集并开展分析。在自动化技术的支持下，电网的运行监测得以实现，进而提高电网运行的可靠性。一旦发现问题，工作人员就可以立即上报，并采取措施进行控制，让电力的供应得到保证，同时控制能源消耗。
随着配电网网络体系的不断成熟完善，配电网也形成了系统较为稳固、功能较为完善的结构体系，由配电网主站、配电网子站及光纤终端构成。这种体系让传输效率得到了保障，同时使自动化系统的性能得到了增强。近年来，社会对用电安全的稳定性有了新的要求，因此配电网络继电保护受到了人们的重视。技术人员通过运用自动化技术，就可以对继电保护进行全方位优化，让电能供应质量得到提升。在电网运行的过程中应用自动化技术，技术人员就能更加迅速地分析、排除问题，达到优化电力系统的效果，进而优化操作程序，降低电网运行对人工的依赖度，提高系统运行质量。
除此之外，在变电系统进行运行、优化时，自动化技术也可以监测二次系统，提高系统功能设计水平，提高系统的协调性，使系统更加快捷地收集运行操作信息。因此，在现阶段的变电站运行过程中，自动化技术发挥的作用已经越来越明显，其在未来的应用也将更加广泛[1]。
二、变电站智能化运行系统中的关键技术
(一)变电站智能控制
为了适应变电站智能控制技术的使用需要，系统应当实时收集变电站不同区域内的运行参数，从而实现对数据的集中分析和处理[2]。并且，系统需要结合实际用电情况，对各个变电站的工作输出情况进行灵活调整，而在这个过程中需要考虑的是数据处理效能与系统的安全性。因此，配电网主站、配电网分站、光纤终端的结构较为合理，其一方面可以满足数据采集和传输的实际需求，另一方面可以通过增加电子巡检、数据异常分析来完成对不同变电站的统一控制。图1为该变电站智能控制系统结构示意图。
由图1可知，该变电站智能控制系统由两个SCADA和两个前置主机构成，两个主机为一用一备，并且实现了对数据的同步控制，共享主机内数据。这样，如果其中一台设备出现故障，技术人员就可以立即用另一台主机继续进行系统控制，让系统的稳定性得到保证。另外，地面监控中心设有综合操作屏，其可作为显示屏，展示当前变电站的运行状况，操作人员可以在操作屏上对系统进行控制，调节其工作状态，让矿井供电系统的稳定性、可靠性得到提高。
受控子站一般位于变电站，包括测控保护、防误闭锁、视频传输三个功能模块，能够实现对变电站的测控保护、防误闭锁及视频传输等方面的功能。与此同时，受控子站还可以实时监测各个变电站的运行参数，将检测结果以光纤通道为媒介，向集控主站进行传输，以适应数据监测在连续性和可靠性方面的实际需要。
图1变电站智能控制系统
(二)故障诊断系统
由于系统需要同时监测多个变电站，因此系统内的数据流量较大。在这种情况下，为了让系统运行稳定性得到保证，技术人员就要在智能控制系统中增设变电站运行状态智能诊断功能的相关模块，其作用是筛查变电站运行过程中的各种参数，及时对故障类型、故障位置进行判断，然后分析故障可能影响的范围，并开展故障预警，让系统的稳定性和可靠性得到提升[3]。图2为故障运行智能诊断模块的运行逻辑示意图。
图2变电站运行状态智能诊断系统
从上图不难发现，在智能判断系统的逻辑体系内，监控系统会对收集到的变电站监测数据进行类别划分，之后会将不同的数据与数据库中收录的标准数据进行对比，一旦发现异常结果，系统就会进行分析。确定数据的成因和位置后，系统就会向值守人员发送信息，进而排除故障。在完成故障排除后，检测人员就可以手动关闭异常问题提醒。系统应用故障分析、定位的方式实现了对信息的智能化逻辑处理，因此技术人员就能迅速排除故障，从而解决传统的人工排查效率低下的问题。在采用了故障自动定位之后，单个故障排除时间明显缩短，仅为原来的14.5%。同时，故障智能诊断系统也可以结合实际需求，将某个时间段的监测数据整体输出出来，确保数据的可溯源性，给变电维护工作的开展提供参考。
(三)系统防误闭锁控制
从本质上来看，防误闭锁控制就是二次确认各类操作信号，避免由于误操作而引发系统运行异常。图3为控制系统防误闭锁控制逻辑示意图。
图3防误闭锁控制
据上图可知，一旦控制人员向各个变电站发出控制信号，信息就需要进入微机防误主机，并通过系统分析确定信号类型是否能够适应系统控制安全性的实际需要。如果控制下令不够合理，若该信号可能引发系统故障，防误主机就会下达隔离数据指令，避免其进入其他控制阶段。防误闭锁控制系统在电站智能控制系统中的位置极为关键。技术人员可以在系统中设置安全密钥，不同的密钥在特定时间内会拥有特殊的安全代码，只有在数据指令和安全代码相符的情况下，用户才能解锁防误闭锁系统，进而传递数据。为了进一步提高系统的灵活性，工作人员需要在操作时结合系统的运行情况来设定控制阈值，提高变电智能控制系统的应用稳定性。
(四)变电站智能巡检系统
变电站工作环境较为分散，且工况较差，而应用智能控制系统可以有效地分类处理变电站运行状态，并进行相应的监测[4]。然而，系统在周边环境监测方面存在一定的问题。目前的静态监测存在监测盲区大、灵活性不足等一系列问题，因此，本文提出一种动态智能巡检系统，该系统可以将巡检对象扩大到各个变电站上，也可以对某区域进行重点巡检，进而避免出现监测死角，这优化了变电站运行环境。
智能巡检系统包括温度传感器、LED灯、雷达传感器、温度传感器等设备，还具备喇叭、双视云台等功能。智能巡检系统能通过气体监测装置监测区域内的气体情况，并在温度监测装置的支持下监测变电站的环境温度。一般来说，烟雾传感器大多应用于监测某地是否存在火灾，同时，广角镜头可以为工作人员提供清晰广阔的监控画面。
动态智能巡检系统可以获取并分析监测数据，汇总区域内的实际情况，确定系统是否处于安全状态，而后将监控结果上传到变电站智能控制系统的终端。在此基础上，监控人员可以随时掌握不同监测区域的情况。自从该系统投入使用后，变电站运行稳定性得到了显著提升。动态智能巡检系统可以集中监测控制区域内的变电站，同时具备故障预警、自动处理功能，不再依赖人力开展巡检工作，实现了无人值守，运行故障率降低了98%，有效提高了供电安全性和经济性。
三、变电站自动化技术的发展趋势分析
(一)变电站自动化系统规模会进一步扩大
变电站自动化系统会在发展的过程中不断扩大规模，具体表现在接入信息数量增加、种类增多。在实际使用的过程中，技术人员应当从提高监控质量入手，加强自动化系统软件和硬件建设，以适应未来系统的扩建需求。
(二)变电站自动化水平进一步提升
随着电力设施体系建设水平的不断提高，在未来的发展中，变电站的自动化水平也将越来越高，将逐渐实现智能化运行[5]。变电站自动化技术也将呈现出全面化和综合化的特点，以推进服务和管理自动化的实现，从而提高系统运行质量。在该背景下，继电保护设备也将得到推广。无论是在变电站电力系统的设计方面，还是在相关理论的发展方面，自动化技术的应用都将更为广泛，以此给整个系统带来更大的影响。
(三)智能化保护水平进一步提升
随着自动化技术的应用，变电站在安全防护方面的智能水平也将越来越高，这也是未来一段时间内变电站自动化的发展趋势。在这种背景下，变电站自动控制、网络通信及人工智能都会进行联动，形成相应的保护装置和保护技术，以更加智能化的形式完成自动控制，从而让电力系统安全性得到提升。
(四)变电站电力系统分析、控制能力将进一步提升
变电站自动化技术的应用可以更加全面、综合地分析电力系统，并且有效提高控制水平。变电站可以在自动化技术的支持下完成在线测量工作，实现相位角测量，进而对电力系统的震荡模式、抑制模式进行分析，并结合自动模拟的形式对接地方式、电网调度方式进行分析。同时，在系统运转的过程中，管理者可以结合自动化技术对变电站中发动机转速进行监测和控制，从而以更加高效的形式搜集数据，形成更加全面的负荷预测方式，提高故障诊断水平。
四、结语
目前，智能变电站的建设已经成为智能电网建设的重要方向。我国已经完成了多个变电站系统的新建和改造。而普通变电站的检修系统与智能变电站相比已严重落后，普遍变电站的检修系统需要人工输入设备检修实验数据，并依托人工对设备的运行状态进行判断。但是在智能变电站设备投入运行之后，系统可以自动采集各种数据信息，这也给变电站可靠运行提供了重要且可靠的支持。
【参考文献】
[1]薛博文.智能化变电站运维检修管理模式研究[J].现代工业经济和信息化，2022(05).
[2]黄涛.变电站配网的智能化故障管理系统设计[J].集成电路应用，2022(03).
[3]付奎霖.智能化变电站电气设备安装及调试[J].大众用电，2021(09).
[4]李怡弨.变电站智能化巡检控制系统的设计[J].江西煤炭科技，2022(03).
[5]陈方正.变电站智能化巡检系统的研究和应用[D].广州：广东工业大学，2021.
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