数字化变电站关键技术及未来展望研究

数字化变电站关键技术及未来展望研究

叶允缔

广西地凯防雷工程有限公司叶允缔

摘要：数字化变电站技术随着变电站自动化程度的不断快而发展迅速，但是这项技术涉及到多方面、多层次的技术改革，因此会是一个比较长期的过程，但是这项技术的完善和发展无疑对我的电力方面的影响是巨大的。本文主要对数字化变电站的特点以及关键技术进行论述，并对数字化变电站的未来发展提出自己的想法。

关键词：数字化变电站；特点；关键技术；发展数字化变电站能够将变电站的信息采集、处理以及输出全部实现数字化的设备，能够提高电力系统的自动化程度，确保电力运行的可靠性和安全性。依托我国网络技术的发展、国家标准的不断完善以及各种非常规设备的应用，数字化变电站将会得到比较好发展。

1数字化变电站的特点随着数字化应用的不断广发，数字化变电站的概念也日益成型，一般的情况下，数字化变电站具有以下几个特点：1.1数字化数据收集和设备智能化数字化变电站的重要特征之一就是光电式和电子式互感器采集电流和电压值，这样的方式可以提高电气系统的隔离率，提高测量的准确性和广泛性，提高信息的采集率。另外，一次设备的智能化和二次设备的网络化也是数字化变电器的重要因素，网络技术的专业化应用能够增强信息记录的完整性，也能够提升系统的速度。一次设备利用微处理器以及光电技术代替了传统的连接技术，使得数字公共信号网络与数字程控器的配合提供了机会，二次设备的网络化，让资源的交流更加通常并且加强了局部的控制和分析能力，活跃了整个数字化系统。

1.2系统分层和信息技术网络化数字化变电站的结构特点可以从两个方面分析，一是物理方面，分为智能化一次系统和网络化儿二次设备；二是逻辑方面，可以分为间隔层、过程层和变电层，是具有层次性的。系统层通信是实现高速度的网络通信的要求之一，并且还要要求电力系统的稳定以及在异构系统在传递信息出现的问题能够及时解决。在数字化变电站系统中电力测量系统是智能开关设备应用的关键点，对整合优化变电站，促进设备一体化具有很重要的作用。

2数字化变电站中的关键技术2.1IEC61850标准IEC61850标准是变电站网络通信的唯一的国际标准，是于2004年由国际电工委员会IEC颁布，此标准采用了当前计算机、通信以及网络等许多相关领域的先进的技术，对于保证电力系统的可靠性、安全性一是实时性具有十分重要的作用。

IEC61850标准采用的面对对象建模思想，并明确了一致性的测试标准，并将变电站自动化系统与通信技术进行有效的分离，相比于其他的变电站通信规约来说，它具有以下优点：一是将电子设备和变电站自动化系统进行分离，有利于满足信息实时传输的要求；二是采用了面对对象的建模技术，能够满足模块扩展性以及开放互操作性的要求。三是采用抽象通信服务借口和特定的通信服务映射，有利于网络发展。

2.2非传统设备的应用非传统设备只要是包括非常规互感器以及智能断路器。

（1）非常规互感器互感器是为电力系统计量和继电保护装置提供电压和电流信号的设备，其测量的精准度以及运行的可靠程度对于电力系统的稳定和安全是十分重要的。传统的互感器已经不能满足现代的需求，相继暴露出很多缺点，比如产品的成本高、质量较重，准确性不高，以及输出的信息容易受到外界的干扰等。现在，一些非常规的互感器越来越受到国内外研究人员的重视，比如基于光学传感技术的互感器以及电子式互感器，就能够有效地克服传统互感器的缺点，具有绝缘性高、抗电磁干扰能力强、体积小、质量等许多新特点，在数字化变电站自动化技术的发展中起到的作用越来越大。

（2）智能断路器数字化变电站技术的发展对智能断路器提出了新的要求，在IEC61850标准要求下，智能断路器必须能够具备过程层的通信接口，并且能够接受和发送符合标准的通信报文。除此之外，还能够对断路器的运行状态进行有效的监视。

与传统的断路器相比，智能断路器将微电子、计算机技术以及新型传感器结合起来，通过建立新的断路器二次系统使其本身具有智能化的操作能力。其原理是，智能断路器在传统的断路器的基础上引入智能的控制单元，其中包括数据采集、智能识别和调节装置三个基本的功能模块。能够减少分合闸操作下的冲击力和对机器造成的磨损，从而提高机器的可操作性和使用寿命。同时还能够实现检测、保护、控制以及通信等高压开关设备的智能化功能。

2.3设备间的互操作性制定IEC61850标准的目的之一也是加强数字化变电站设备之间的互操作性，为了能够实现这一目标，必须进行对相关设备的一致性的性能测试，包括间隔层设备之间、间隔层和变电站层设备之间以及扩展性测试等。

2.4数据采集的稳定性影响数字化变电器的数据采集的稳定性的主要因素便是互感器的可靠性。数字化变电站往往会采用光电电压、电流互感器，将一次和二次系统在电气回路中进行有效的隔离，并输出低电平的数字信号。因为光电互感器对温度以及电磁干扰十分敏感，到目前为止，其在实际工程的应用中还处于示范性探索阶段，许多关键的技术还有待解决。

3数字化变电站未来的发展数字化变电站关键技术的发展，不仅要完善和发展相关的设备和技术，还需要提高电力系统运行的安全性和稳定性，还要能够创造一定的经济价值，因此数字化变电站的发展应该满足以下几点。

3.1过程层信息的发展数字化变电站层的数据化的信息传输都是通过光纤完成的，所以过程层可以实现系统内部信息的互相调用。

3.2信息模型化和互操作数字化变电站是电力系统的信息源头，对于数字化变电站来说，就需要提供尽可能多的并且稳定可靠的信心，这些信息还应该建立在电力系统信息模型的基础之上。作为执行终端，数字化变电站最基本的特征就是实现各种功能的协同，就是实现互操作。为了实现这种互操作，变电站信息的标准化便是基础。

3.3检测调试方法的变化数字化变电站中的大部分自动化功能都能够通过数据通信的方式实现，所以进行数据通信进行检测就非常重要，能够保证信息的安全性以及可靠性。建立通信检测设备，不仅要对网络的连通性进行检查还要对通信过程以及传输信息进行监视和检测，从而作为分析自动化功能实施情况的主要数据。

3.4广域自动化为了实现电力系统与数字化变电站以及的协调同步以及相互配合就要实现广域的自动化功能，满足数字化变电站通信建设的互相兼容的需求。这就要求传输的数据信息必须根据统一的标准。

4总结根据目前的科技发展状况，数字化变电站的研究和应用还需要一段比较长期的过程，需要不断地对相关设备以及技术进行推广和革新，比如光电式互感器、智能集成快关等智能电子设备的应用。推广一致性测试、仿真和培训等，通过数字化变电站的应用研究和示范工程的应用，促进设备和技术的开发和研究，不断推动关键技术的创新和发展，并总结数字化变电站的建设、管理、运行以及维护的各种经验，制定出合理合法的操作规范，建立新型的数字化变电站系统，也为今后大规模推广数字化变电站打下良好的基础。

参考文献：[1]王琴，张华，110KV数字化变电站关键技术及存在的问题[J].电工技术，2012（9）：121-128.[2]高培淞，曾晓璞，数字化变电站意义及关键技术研究[J].中国新技术新产品，2012（16）：98-102.[3]陈明，数字化变电站关键技术及未来展望[J].中国电力教育，2011（6）：56-78