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【摘 要】智能变电站过程层的应用技术研究，应通过变电站的过程的技术研究能通过概念的形成和构成，从而通过过程层的构成和基本要求实现了对智能变电站过程的应用技术研究实现了有效的技术管理和控制，建立了更为有序发展的只能变电站的应用技术的研究。
【关键词】智能变电站;过程层;应用技术;应用
IEC61850技术将智能变电站的自动化系统分为站控层、间隔层、过程层三层结构。智能变电站的过程层是只能变电站与常规变电站的区别，从而凸显了智能变电站的优势。相比于传统的变电站，智能的变电站的过程层能有效解决变电设备的的抗干扰、对高压和低压的相互隔离、信息的不可共享和发展。与此同时，智能变电站的过程层设备的发展采用了较为复杂的新技术，从而新增了较多的设备，对实时性和可靠性的要求提出了新的要求。对于智能变电站的继电保护设备性能产生较为深远的影响。目前，智能变电站的相应设备的运行业绩较少且时间较短，并且相关的建设方案未实现完全的共识，然而设备过程中的安全性和可靠性过程中的分析和管理过程中的问题不容忽视。
１．过程层的概念与构成
１．１过程层的概念
智能变电站自动化系统三层之间用分层、分布、开放式网络系统实现连接。智能变电站的过程层置于最底层，从而能实现了一次设备以及二次设备的结合发展，从而完成了运行设备的状态的监控以及操作控制的命令管理的执行和实时的运行电气量的采集发展功能。从而实现了基本状态量和模拟量的数字化输入、输出。从而实现了智能变电站的中间的隔层进行过程层的下方，如模拟量的A/D 转换、输入和输出开关量等，从而能对经过层的网络进行传输，从而直接影响了智能变电站的信息采集方式、准确和实时性，从而建立了相应继电保护设备的正确运行的前提和基础。过程层信息传输基于光纤通信方式，其服务分采样值传输（SMV）和GOOSE 信息传输两类。
１．2过程层的构成
智能变电站过程层包括变压器、断路器、隔离开关、电流/电压互感器等一次设备以及相关设备所属的智能构件和独立的智能电子装置。智能变电站的一次设备和二次设备相对于传统变电站产生了较大的变化，电磁式互感器被一次设备的电子式的互感性取代，传统开关设备被智能化的开关取代，多个智能电子设备之间通过GOOSE、采样值传输机制进行信息的传递。智能变电站的设备特征将有利于实现反映变电站电力系统运行的稳态、暂态、动态数据以及变电站设备运行状态、图像等的数据的集合，为电力系统提供统一断面的全景数据。
２．过程层的基本要求
２．１采样值传输技术要求
采样值传输是变电站自动化系统过程层与间隔层通信的重要内容，智能变电站过程层上最大的数据流出现在电子式互感器和保护、测控之间的采样值传输过程中。采样值报文（以及跳闸报文）的传输有很高的实时性要求，即使在极端情况下也要确保报文响应时间是可确定性的。
对采样值传输的几个重要技术要求为：对于传输流量大而且实时性要求高的采样值传输通信，采用发布者/订阅者结构。根据IEC61850-9-2 标准定义，采样值传输以光纤方式接入过程层网络，间隔层保护、测控、计量等设备不与合并单元直接相连，而是通过过程层交换机获取采样值信号，以实现信息共享；同时通过交换机本身的优先级技术、虚拟VLAN 技术、组播技术等可以有效地防止采样值传输流量对过程层网络的影响。在我国，一种典型的接入方式是直接采样，即点对点方式，采样同步应由保护装置实现。
２．２GOOSE 实时性要求
GOOSE 是面向通用对象的变电站事件，从而实现了发布和订阅的发展，从而能建立快速而稳固可靠的数据交换的集中事件数据值的相应模型和对象的服务。同时也对相关模型对象和服务对ISO/IEC8802-3 帧之间的映射。智能变电站中GOOSE 服务主要用于智能一次设备、智能单元等与间隔层保护测控装置之间的信息传输，包括传输跳合闸信号或命令，GOOSE 报文虽不具有较大的数据量但有着突发性的特点。由于在过程层中GOOSE 应用于保护跳闸等重要报文，必须在规定时间内传送到目的地，因此对其实时性要求远高于一般的面向非嵌入式系统，对报文传输的时间延迟在4 ms 以内。
２．３合并单元与智能终端的基本要求
２．３．１合并单元的基本要求
合并单元主要处理来源于二次转换器之间的电流和电压数据的组合和综合处理，从而能针对电子式的互感器，也能实现了对二次设备的提供以及一组事件同步电流和电压的采样值，从而实现了多个电子式的互感器的数据之间的传递和合并，并且获取了电力系统以及系统电流以及电压的瞬时值，并能通过确定的数据品质以及继电保护的设备，党数据通道能通过对一台和多台的电子式电流以及电压互感器的数据的采样。从而实现了过程层的数值采样传输，构建了互感器的组成构建，同时也建立了分立的单位。
在智能变电站中，合并单元继电保护装置的重要性十分类似，从而在正常工作时的地点并没有爆炸性的危险因素，也不存在严重的腐蚀性气体及导电尘埃、无严重霉菌、无剧烈振动源，同时有防御雨、雪、风、沙、尘埃及防静电措施等。
合并单元的同步对时及守时要求极高，具体如下：合并单元应能够接收IEC61588 或B 码同步对时信号。当采用组网方式时，同步采样方式宜采用IEC61588 V2 对时方式。合并单元正常情况下的对时精度应为±1μs，守时精度范围为±4μs。
２．３．２智能终端的基本要求
智能终端是智能变电站的过程层的另一重要设备，逻辑上是一种智能组件，它与一次设备采用电缆连接，与保护、测控等二次设备基于GOOSE 机制采用光纤连接，实现对一次设备，例如：断路器、刀闸、主变压器等一次设备的测量、控制等功能。智能终端适用于安装在户内柜或户外柜等封闭空间内，当安装在户外控制柜内时，装置壳体防护等级应达到IP42，安装在户内柜时，防护等级应达到IP40。
智能终端主要技术要求如下：相应的智能终端应支持以GOOSE 方式实现了信息的传输，而相关的GOOSE 信息处理时延应小于1 ms。与此同时应具备GOOSE 命令记录功能，记录收到GOOSE 命令时刻、GOOSE 命令来源及出口动作时刻等内容，并能提供查看方法。智能终端应具有信息转换和通信功能，支持以GOOSE 方式上传一次设备的状态信息，同时接收来自二次设备的GOOSE 下行控制命令，智能变电站能实现对一次设备的实时控制功能。■
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【参考文献】
［１］易永辉, 王雷涛, 陶永健. 智能变电站过程层应用技术研究[J]. 电力系统保护与控制, 2010,(21).
［２］李九虎, 郑玉平, 古世东, 须雷. 电子式互感器在数字化变电站的应用[J]. 电力系统自动化, 2007,(07).
［３］徐成斌,孙一民. 數字化变电站过程层GOOSE通信方案[J]. 电力系统自动化, 2007,(19).
［４］刘宏君,孙一民,李延新. 数字化变电站光纤纵差保护性能分析[J]. 电力系统自动化, 2008,(17).
［５］操丰梅,宋小舟,秦应力. 基于数字化变电站过程层的分布式母线保护的研制[J]. 电力系统自动化, 2008,(04).
［６］朱林,董楠,段献忠. 数字化变电站网络仿真平台探讨[J]. 电力系统自动化, 2007,(21).
【关键词】智能变电站;过程层;应用技术;应用
IEC61850技术将智能变电站的自动化系统分为站控层、间隔层、过程层三层结构。智能变电站的过程层是只能变电站与常规变电站的区别，从而凸显了智能变电站的优势。相比于传统的变电站，智能的变电站的过程层能有效解决变电设备的的抗干扰、对高压和低压的相互隔离、信息的不可共享和发展。与此同时，智能变电站的过程层设备的发展采用了较为复杂的新技术，从而新增了较多的设备，对实时性和可靠性的要求提出了新的要求。对于智能变电站的继电保护设备性能产生较为深远的影响。目前，智能变电站的相应设备的运行业绩较少且时间较短，并且相关的建设方案未实现完全的共识，然而设备过程中的安全性和可靠性过程中的分析和管理过程中的问题不容忽视。
１．过程层的概念与构成
１．１过程层的概念
智能变电站自动化系统三层之间用分层、分布、开放式网络系统实现连接。智能变电站的过程层置于最底层，从而能实现了一次设备以及二次设备的结合发展，从而完成了运行设备的状态的监控以及操作控制的命令管理的执行和实时的运行电气量的采集发展功能。从而实现了基本状态量和模拟量的数字化输入、输出。从而实现了智能变电站的中间的隔层进行过程层的下方，如模拟量的A/D 转换、输入和输出开关量等，从而能对经过层的网络进行传输，从而直接影响了智能变电站的信息采集方式、准确和实时性，从而建立了相应继电保护设备的正确运行的前提和基础。过程层信息传输基于光纤通信方式，其服务分采样值传输（SMV）和GOOSE 信息传输两类。
１．2过程层的构成
智能变电站过程层包括变压器、断路器、隔离开关、电流/电压互感器等一次设备以及相关设备所属的智能构件和独立的智能电子装置。智能变电站的一次设备和二次设备相对于传统变电站产生了较大的变化，电磁式互感器被一次设备的电子式的互感性取代，传统开关设备被智能化的开关取代，多个智能电子设备之间通过GOOSE、采样值传输机制进行信息的传递。智能变电站的设备特征将有利于实现反映变电站电力系统运行的稳态、暂态、动态数据以及变电站设备运行状态、图像等的数据的集合，为电力系统提供统一断面的全景数据。
２．过程层的基本要求
２．１采样值传输技术要求
采样值传输是变电站自动化系统过程层与间隔层通信的重要内容，智能变电站过程层上最大的数据流出现在电子式互感器和保护、测控之间的采样值传输过程中。采样值报文（以及跳闸报文）的传输有很高的实时性要求，即使在极端情况下也要确保报文响应时间是可确定性的。
对采样值传输的几个重要技术要求为：对于传输流量大而且实时性要求高的采样值传输通信，采用发布者/订阅者结构。根据IEC61850-9-2 标准定义，采样值传输以光纤方式接入过程层网络，间隔层保护、测控、计量等设备不与合并单元直接相连，而是通过过程层交换机获取采样值信号，以实现信息共享；同时通过交换机本身的优先级技术、虚拟VLAN 技术、组播技术等可以有效地防止采样值传输流量对过程层网络的影响。在我国，一种典型的接入方式是直接采样，即点对点方式，采样同步应由保护装置实现。
２．２GOOSE 实时性要求
GOOSE 是面向通用对象的变电站事件，从而实现了发布和订阅的发展，从而能建立快速而稳固可靠的数据交换的集中事件数据值的相应模型和对象的服务。同时也对相关模型对象和服务对ISO/IEC8802-3 帧之间的映射。智能变电站中GOOSE 服务主要用于智能一次设备、智能单元等与间隔层保护测控装置之间的信息传输，包括传输跳合闸信号或命令，GOOSE 报文虽不具有较大的数据量但有着突发性的特点。由于在过程层中GOOSE 应用于保护跳闸等重要报文，必须在规定时间内传送到目的地，因此对其实时性要求远高于一般的面向非嵌入式系统，对报文传输的时间延迟在4 ms 以内。
２．３合并单元与智能终端的基本要求
２．３．１合并单元的基本要求
合并单元主要处理来源于二次转换器之间的电流和电压数据的组合和综合处理，从而能针对电子式的互感器，也能实现了对二次设备的提供以及一组事件同步电流和电压的采样值，从而实现了多个电子式的互感器的数据之间的传递和合并，并且获取了电力系统以及系统电流以及电压的瞬时值，并能通过确定的数据品质以及继电保护的设备，党数据通道能通过对一台和多台的电子式电流以及电压互感器的数据的采样。从而实现了过程层的数值采样传输，构建了互感器的组成构建，同时也建立了分立的单位。
在智能变电站中，合并单元继电保护装置的重要性十分类似，从而在正常工作时的地点并没有爆炸性的危险因素，也不存在严重的腐蚀性气体及导电尘埃、无严重霉菌、无剧烈振动源，同时有防御雨、雪、风、沙、尘埃及防静电措施等。
合并单元的同步对时及守时要求极高，具体如下：合并单元应能够接收IEC61588 或B 码同步对时信号。当采用组网方式时，同步采样方式宜采用IEC61588 V2 对时方式。合并单元正常情况下的对时精度应为±1μs，守时精度范围为±4μs。
２．３．２智能终端的基本要求
智能终端是智能变电站的过程层的另一重要设备，逻辑上是一种智能组件，它与一次设备采用电缆连接，与保护、测控等二次设备基于GOOSE 机制采用光纤连接，实现对一次设备，例如：断路器、刀闸、主变压器等一次设备的测量、控制等功能。智能终端适用于安装在户内柜或户外柜等封闭空间内，当安装在户外控制柜内时，装置壳体防护等级应达到IP42，安装在户内柜时，防护等级应达到IP40。
智能终端主要技术要求如下：相应的智能终端应支持以GOOSE 方式实现了信息的传输，而相关的GOOSE 信息处理时延应小于1 ms。与此同时应具备GOOSE 命令记录功能，记录收到GOOSE 命令时刻、GOOSE 命令来源及出口动作时刻等内容，并能提供查看方法。智能终端应具有信息转换和通信功能，支持以GOOSE 方式上传一次设备的状态信息，同时接收来自二次设备的GOOSE 下行控制命令，智能变电站能实现对一次设备的实时控制功能。■
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【参考文献】
［１］易永辉, 王雷涛, 陶永健. 智能变电站过程层应用技术研究[J]. 电力系统保护与控制, 2010,(21).
［２］李九虎, 郑玉平, 古世东, 须雷. 电子式互感器在数字化变电站的应用[J]. 电力系统自动化, 2007,(07).
［３］徐成斌,孙一民. 數字化变电站过程层GOOSE通信方案[J]. 电力系统自动化, 2007,(19).
［４］刘宏君,孙一民,李延新. 数字化变电站光纤纵差保护性能分析[J]. 电力系统自动化, 2008,(17).
［５］操丰梅,宋小舟,秦应力. 基于数字化变电站过程层的分布式母线保护的研制[J]. 电力系统自动化, 2008,(04).
［６］朱林,董楠,段献忠. 数字化变电站网络仿真平台探讨[J]. 电力系统自动化, 2007,(21).