综合自动化变电站向数字化变电站发展浅析

　　[摘 要]以前使用的综合自动化变电站已无法实现设备现代化、通信一体化、模型统一化、运行自动化的新目标。所以，在数字化变电站中智能技术和数字智能处理技术为前提的光电子互感器技术和以太网通信技术的逐渐成熟，变电站自动化这一新的课题进入了新发展阶段。本篇简要介绍下数字化变电站的特征和具体结构，并分析它的优点等。 

　　[关键词]数字化；变电站；发展 

　　中图分类号：TP2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）34-0275-01 

　　前言：数字化变电站作为电力自动化发展上的一次关键的改革，对国家电力行业的进步有着重要的意义。数字化变电站的实行会促进国家电网提出的“一强三优”的整体目标的实现，提高国家电网整个科技力量，推动电网集约化发展、管理和经营，推动建成强大的数字化电网运营系统。 

　　1、变电站的基本概念 

　　1.1 变电站的定义 

　　数字化变电站的对象是一、二次设备的数字化，以新兴的数字网络通信平台当作运行基础，对各种有效信息进行数字化转化，达到有效信息的分享和交互操作，并以网络上的数字信息库作积淀，达到数据测算监控、控制维护、数字管理等自动化功能标准的变电站。 

　　1.2 变电站的基本特征 

　　第一，信息的采集数字化。如光电式互感器或电子式互感器的使用，就是在信息采集环节的数字化运用。这种改变可以实现一次二次设备的有效区分，也可以提高测量的精准度。第二，变电站系统分层布局化。使变电站的系统层次分明，结构清晰。第三，系统结构的紧凑化将各个组合电器组合成一个紧凑有序的精密结构，实现了变电站的紧凑化，简化了这一系统的复杂程度。第四。信息共享标准化。实现了系统内部的工作协调，信息共享以及智能设备可交互操作性能。实现了功能优化和变电站系统的高效运行。 

　　2、变电站的发展历程 

　　2.1 变电站发展的几个阶段 

　　从最开始，传统的二次系统，常规继电器完成了维护测量控制。到后来的阶段，综合自动化变电站的逐渐普及，技术发展开始加快。随后，综合自动化变电站技术日趋成熟向数字化变电站过渡。提出IEC61850标准。随后数字化变电站开始吸引大家的关注。到近几年的智能电网技术的应用推进了数字化变电站的进程。 

　　2.2 变电站数字化过程中面临的问题 

　　面对智能变电站的概念和内涵不断发展的，相关技术的进步也需要不断扩充和完善。从智能变电站的整体框架、智能一、二次设备的研究开发到硬件和软件的合成技术、大量信息的整合和储存技术、领域控制等级别高的运用软件的创造与发展、智能维护与智能监控决策等等，有很多的关键技术都需要改善，以下我们只讨论其中的几个问题。改善设备运转情况信息采集、数据加工、智能监控、数据传送难题，达到控制的数字化、通讯和实际操作网络化等初级目标，即使实现这些也依然不会达到智能变电站发展的根本要求。因此还必须建设有自我修复能力的一体化智能变电站。为智能变电站铺设了不错的兼容性与经济性平台，对增强整体的可靠性与信息的读取效率和提升变电站服务质量也很有效。众多信息的汇聚会使一二次设备的运行的透明度大大提高，可是也让信息的快速传输变得更加困难。模拟技术可以将变电站的基础硬件和网络设备虚拟成一个共享的资源库，就地存储的信息可以在库内按需分配调用，保证信息传输的准确性与可靠性。这种信息安全策略智能变电站是智能电网的重要构成部分，他的信息安全和保护不只是和变电站自身有关联也还是决定智能电网安全稳定运行的重要条件之一。智能变电站大量信息安全与保护面将受到来自众多方面的挑战。第一是能有可信任地号源、防止被影响，这得要从收取数据的 IED 及对信号加工的环节解决；第二是传递信息的问题，智能变电站内部绝大多数多数使用互联网技术传输信息，仅仅借着简单唯一的保护措施是无法很好地解决疑问的，需要建造一个以保护、观察、响应和修复作为科学手段和应用工具，以稳妥管理作为直接方法的动态的多层次的互联网稳定结构，用来保证变电站内各种信息和各种资源的新鲜性、保险性、隐私性、整体性、实用性等。现在互联网保护技术、信息加密技术、指令保护、权限管理和使用存储管理技术、冗余和备份技术等计算机网络安全技术的发展也为智能变电站信息安全保护的发展提供了更多的可能性 

　　3、数字化变电站的结构和优点 

　　3.1 数字化变电站的基本结构 

　　数字化变电站智能化系统的构造组成在物理上可以分做两种类别，即智能化的一次设备和网络化的二次设备。借鉴IEC61850标准的变电站组成构造，数字化变电站应该使用三层结构。这三层一一是：变电站层、间隔层和过程层。 

　　首先我们先说一说：变电站层位于变电站自动化系统的的顶端，监察主机、远控主机打印机等，SCADA功能，收纳，实时数据，把最新数据发送至处理中心和按照电网同意的要求发出控制和调整的命令（一些命令直接从调度中心发送过来，命令还有一部分指令来自变电站本身的智能化系统）。其次间隔层：间隔层包括测试控制、保卫等间隔层IED装置，应该顺应应用功能更好的放置逻辑节完成相应的数据解读、运用和控制功能。数字化变电站内二次设备将成为数字化功能模块，例如继电保护、防误闭锁、测量控制、远动、故障录波、安全稳定、实时操作装置和还在研发的在线检测状态的设施等全部基于标准化、模块化的微处理机研究创造，模块之间的关联都是用快速的互联网通信，通过互联网是数据共享成为现实（三过程层过程层是一次设备与二次设备的结合面，或者说过程层是指智能化电气设备的智能化部分。过程层的主要功能分三类：电力运行的实时电气量监察。？设备运行的状态参数观察。操作控制执行与驱动 

　　3.2 数字化变电站的优点及研究意义 

　　可以提高系统准确程度。数字化变电站使用数字信号的电子式互感器进行输出，数字化的电流电压的数据信息要运送到二次设备并且在二次设备的加工处理进程中几乎不会出现额外的数据差异，大大提高了维护系统、测算系统和计量系统的精确程度。使信号传递的过程更加稳定。数字化变电站的信息传递都采用计算机通信技术实现。信息程序在传递有用的讯号的同时传送信息验证码和自我检索信息，防止出现信息传递出错和监茬通信结构的完整性，PT 断线、CT 断线的判别就再也不是难题了。由数字组成的信号可以通过光纤传递，在起点上解决抗干扰处理掉防止干扰的问题。 

　　变电站的所有功能可以使用同样的信息中心，使设备和数字化变电站有不一样的的众多信息使用一样的信息模型，按照相同的通讯标准进入变电站通讯网络。变电站的保卫、监察、计算、监控、远程指令、VQC 等系全都使用相同的通信网络获取电流、电压和状态的信息以及发出控制指令，不再需要因为功能的不同建造不同的的信息获取、传传递和执行系统。智能化运行和管理都能通过远程操控实现水平的进一步提高数字化变电站的采用智能一次设备，众多功能都能通过远程操控实现。使通讯系统信息传递的稳定性更好，讯息交换的可靠性和实时性水平都会有很大的提升。变电站因此可以做到海量的繁复烦的自动化功能，是自动化水平有一个质的飞越 

　　4.结束语 

　　数字化变电站使智能电网的建设有了更加坚实的基础，为提高电网的稳定性提供了技术上的保障，可是要是数字化变电站更加实用还是需要大家继续努力任重而道远。数字化变电站的建造过程是实现智能化电网的基础，通过数字化变电站的研发与应用和示范工程的措施，积攒更多的经验，培养数字化变电站建设、运行和维护等方面将用到的各类人才，研发和制定数字化变电站设计、建设、运行、维护和管理的各种规范，是实现电网智能化和现代化的非常重要的举措。 

　　参考文献 

　　[1] 黄益庄. 智能变电站自动化系统原理与应用技术[M].北京： 中国电力出版社， 2012. 

　　[2] 高翔.数字化变电站应用技术[M].中国电力出版社，2008（1）. 

　　[3] 许晓慧. 《智能电网导论》. 中国电力出版社，2009年.