1、試析數字化變電站關鍵技術及將來展望論文摘要：隨著變電站自動化程度越來越高，數字化變電站技術在我國得到迅速開展。數字化變電站就是把變電站的信息采集、處理、傳輸以及輸出全部實現數字化。由于這項技術聚集多方面、多層次技術革新，所以它的開展將會是一個比擬長期的過程。主要闡述了數字化變電站的背景和特征，著重介紹了變電站數字化過程中的關鍵技術，同時介紹了變電站數字化之后對將來產生的影響。論文關鍵詞：變電站；變電站數字化；通信網絡為了進步電力系統的自動化程度和可靠性，進步電網企業的經濟效益和管理程度，我國電力企業積極進展變電站的數字化。隨著國家標準的不斷完善以及智能斷路器、非常規互感器和網絡技術的開展，數字

2、化將是將來變電站自動化開展的必然趨勢。一、數字化變電站的特點隨著數字化技術的出現和應用，數字化變電站的概念也被提出。數字化變電站可以實現信息的整體和統一處理,同時具備變電站內ied之間、控制中心和變電站之間協同互動運行的才能。一般情況下，數字化變電站具備以下幾個技術特點。1.層次化由于所具備的功能差異，變電站的構造邏輯可分成間隔層、過程層以及變電站層。間隔層的作用是通過本間隔的數據作用于自身間隔的一次設備。所有與一次設備接口功能的實現是通過過程層完成的。利用全站的數據，變電站層可以對全站的一次設備進展監視以及控制，同時可以實現與遠方控制中心進展交換數據。2.一次設備的智能化可編程pl控制器可以

3、交換變電站二次回路中的繼電器及其配套的邏輯回路，光電數字和光纖將會代替變電站目前普通的模擬信號和控制線路被。3.二次設備的網絡化變電站的二次設備不設功能裝置重復的輸入/輸出接口，通過網絡可以真正實現數據共享、資源共享，普通的功能裝置也會演變成邏輯的功能模塊。4.運行管理實現自動化日常運行、維護、數據記錄可以實現無紙化辦公和自動化的信息分流交換；變電站發生故障時，及時提出故障原因和維修意見；系統可以自動發出變電站設備狀態檢修報告。二、數字化變電站中的關鍵技術由于用戶對供電質量、可靠性要求以及電壓等級和電網容量的不斷進步，電力電子、傳感器、網絡通信和信號處理等技術日漸成熟，所以變電站一次設備智能化

4、、自動化成為開展的必然趨勢。當前，該技術主要是智能斷路器、集成型智能開關以及電子式電流電壓互感器等設備的開展和應用。1.非常規的互感器隨著計算機技術和光電技術日益成熟，非常規互感器在實際消費中得到了廣泛的應用。它具有很強的抗電磁干擾才能、絕緣好、可測量頻帶寬，新型光電/電子式互感器具有現代光電技術的優點以及電光晶體的各種優異特性，在電力行業有著廣泛的應用。同時，結合數字信號處理dsp技術和光電技術，將來將呈現出很好的開展勢頭。數字化保護和測控設備可以和非常規互感器直接接口，省去了中間環節。它的優點是：能隔離上下壓，絕緣性能良好；由于不含鐵芯，鐵磁諧振和磁飽可以消除；良好的抗電磁干擾性能，低壓側

5、無開路高壓危險；測量精度高，動態范圍大；頻率響應范圍大；無易燃、易爆等危險。由于以上優點，非常規互感器不僅具有可觀的經濟效益和社會效益，而且能很好地適應電力系統數字化、智能化和網絡化開展的需要，進步了電力系統自動化程度并且可以保證其平安可靠的運行。2.斷路器智能技術為了改變現有斷路器的單一空載分閘特性，自動獲得實際開斷時電氣和機械性能上的最正確開斷效果，且由于電網運行過程中會經常有各種開斷指令，斷路器可以執行相應的智能操作自動調整執行機構和滅弧室工作條件的選擇。通過智能斷路器的過程層(i/)通信接口，輸入和輸出通信數據，而這些通信數據必須符合ie61850標準。或者說根據ie61850提出的標

6、準體系，斷路器屬于過程層設備，所以控制跳合閘命令的傳遞以及斷路器狀態信息傳輸是通過ie61850標準的通信數據來實現的。3.集成型智能開關設備國外一些大的電力設備消費公司已經推出類似產品，瑞士abb公司推出的接插式開關系統pass是最具代表性的。它是abb公司在消費氣體絕緣組合電器gls和空氣絕緣開關設備als的根底上研發的一種新型電器設備，而該款產品具備了gls的優點。從20世紀末應用至今，已在美國、加拿大、英國、瑞典等變電站使用并且用戶反響良好。可以說，集成型智能開關設備是電力系統將來一次電氣設備的開展方向，它的主要優點是構造緊湊、安裝方便、接線簡化、占地面積孝自動化程度高、可靠性高和日常

7、維護簡單。三、數字化變電站通信網絡構造建立數字化變電站的根底之一就是從邏輯概念和物理概念上，將通信體系分為三個層次，即間隔層、變電站層以及過程層，并且制定了各層通信接口之間的通信標準。而另一個前提就是制定的ie61850標準，該標準的制定，有利于實現電力自動化系統的三個功能，即控制、監視和繼電保護功能。由于沒有規定通信拓撲，并且對設備之間的通信接口沒有任何標準，所以各個廠家只是根據客戶需求自行設計和定義物理通信鏈路上的通信接口，上述的三個層次僅是抽象的概念。由于ie6185使用以太網作為根本通信技術，并沒有限制實際的網絡形式，所以，隨著網絡技術的進步，同一個網絡完全可以交融變電站總線和過程總線

8、。這樣的通信系統既有利于變電站與控制中心構成統一的無縫通信網絡，而且可以同時實現變電站內的無縫連接。變電站層有兩種功能。變電站層功能是指sas到各個接口的功能，即到本地站操作員人機接口、遠方控制中心遙控接口或遠程監視維護工程遠方監視接口的功能。另外一個功能是指利用多個變電站或間隔的數據，而且作用到整個站的一次設備或多個間隔。間隔層是利用分析某個間隔數據，然后可以實現控制該層一次設備的目的。該功能是與任何類型的i/或智能傳感器和執行器通信，即通過一定的邏輯接口在間隔層內通信或與過程層通信。過程層功能是連接到過程的全部功能。四、數字化變電站對變電站的影響1.對二次系統應用的影響由于現代數字技術的開

9、展以及相關標準的制定，變電站數字化技術得以迅速開展應用。在電氣量采集的環節、ied設備數據傳輸交換方式、變電站信息冗余性、變電站二次系統運行平安性、可靠性等，都將由于變電站數字化技術的應用產生宏大的影響。2.對變電站整體建立方案的影響當今，由于土地價格昂貴，縮小變電站的占地面積將是目前變電站建立急需考慮的問題。由于電子式互感器的體積小，方便安裝，與其他高壓設備集成方便，所以能減少變電站的占地面積。實現數字化的變電站根本上沒有電纜，采用光纖通信，造價低，重量輕。可以取消變電站內大局部電纜井和電纜層，建立變電站的本錢也可大大減少。3.數字化變電站對設備調試的影響數字化變電站不僅可以進步二次系統平安

10、性，而且可以大大簡化二次系統的調試；電壓互感器的極性由安裝位置決定，所以現場不需要校驗；絕緣電阻不需要測試；電子式互感器還可以確保使用數據正確，這是由于該設備傳輸的數據都有標記，方便識別；除此之外，由于一二次回路接線不需要查線，原來的查線工作大大減少，減輕運行維護人員的工作量；由于絕緣的系統的光纖信號傳輸回路，所以沒有接地，減少了變電站檢查接地的工作量。五、數字化變電站將來的開展電力系統通過sas技術的應用，不僅進步了電網運行的平安性、穩定性，而且還大大減少了系統的維護和檢修費用，具有十清楚顯的經濟價值。由于變電站是整個電力系統最根本信息源，所以它也是整個系統中數字化的基矗基于以上原因，數字化

11、變電站應具備以下幾項技術優點。1過程層信息系統內部互相調用。在數字化變電站過程層的數據化的信息傳輸都是通過光纖完成的，所以過程層的信息可以實現系統內部互相調。2數字化變電站通信網絡技術有及時性、穩定性以及兼容性等優點。3信息模型化和互操作。作為電力系統的信息源頭，數字化變電站不僅要提供盡可能多的信息，而且這些信息應建立在統一的電力系統信息模型的根底之上。作為執行終端，實現各種協同功能是數字化變電站最根本的特征，這要求ied之間可以互操作。為了實現設備之間互相操作，變電站信息的標準化是基矗4檢測調試方法的變化。由于數字化變電站中的大多數自動化功能都以數據通信的方式施行，所以通信監測設備顯得非常關

12、鍵，不僅用于檢查網絡的聯通性，而且對通信過程和傳輸信息進展監視，用來分析自動化功能的施行情況。5廣域自動化功能。數字化變電站的通信網絡建立需求是互相兼容的，傳輸的信息有同一個標準同時必須可以互相共享，這樣才能到達電網與變電站之間協同配合的目的。六、總結由于數字化變電站技術涉及到許多通信網絡以及新設備的應用，所以從研發到實際應用將會是比擬長期的過程。如ie61850標準體系、智能斷路器、電子式互感器、網絡通信技術等。由于各種新技術沒有經過一定時期的理論檢驗，所以在現場應用的穩定性需要結合工程實際逐步完善。國內外數字化變電站的研究和建立也還在起步階段。我國的數字化變電站建立的總思路是先把低電壓變電站110kv以下作為建立試點，通過一段時間的探索，然后應用到高的電壓等級的變電站上，在此期間更需要進展大量的理