鄭國強

（天津長蘆漢沽鹽場有限責任公司,天津 300480）

所謂的數(shù)字化變電站即為在IEC61850標準平臺的基礎(chǔ)上，利用智能化一次設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備分層共同構(gòu)建而成的，能夠有效實現(xiàn)智能電氣設(shè)備之間的智能化與程序化操作以及信息共享的一種現(xiàn)代化變電站[1]。其有效彌補了傳統(tǒng)電纜不能準確排查故障的缺陷，可以有效實現(xiàn)二次設(shè)備分層的網(wǎng)絡(luò)化以及開關(guān)設(shè)備與互感器的智能化。

1 數(shù)字變電站的特點

1.1 一次設(shè)備的智能化

變電站被控制的操作驅(qū)動回路以及被檢測的信息回路主要采取了光電技術(shù)以及微處理器設(shè)計，從而使得常規(guī)的機電式繼電器與控制回路結(jié)構(gòu)變得更加簡單、易于操作。同時其也改變了傳統(tǒng)的導線連接方式，而是采用數(shù)字公共信號網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字程控器，這樣就會大大提升連接的可靠性與穩(wěn)定性。在數(shù)字化變電站的二次回路中，信息傳輸?shù)墓ぞ咭灿稍瓉淼碾娎|而被替換成光纖，其主要是由微處理器系統(tǒng)、電光元件、光纖系統(tǒng)與光學元件組建而成。信號傳輸?shù)妮d體也由原來的電子而被替換為光子。而且由可編程序器替換了原來的繼電器及與其邏輯回路。由光電數(shù)字替換了原來的強電模擬信號。

1.2 二次設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化

數(shù)字化變電站的二次設(shè)備主要包括故障錄波裝置、測量控制裝置、同期操作裝置以及繼電保護裝置等等。這些設(shè)備都利用模塊化以及標準化的微處理器設(shè)計構(gòu)造而成的。各個設(shè)備之間都是選用高速度的網(wǎng)絡(luò)通信連接起來，這樣就能夠利用網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)資源與數(shù)據(jù)的共享，在此狀態(tài)下，傳統(tǒng)的功能裝置也轉(zhuǎn)變?yōu)檫壿嫷墓δ苣K。

1.3 變電站運行管理自動化系統(tǒng)

此系統(tǒng)主要包含分流交換以及數(shù)據(jù)信息分層自動化，電力生產(chǎn)運行狀態(tài)以及數(shù)據(jù)的記錄與統(tǒng)計。在數(shù)字化變電站運行的過程中，一但出現(xiàn)故障問題，那么就可以立即輸出故障的分析報告，詳細地指出故障發(fā)生的原因及具體的處理意見。

而且此系統(tǒng)還可以將電站的設(shè)備檢修報告自動地提供出來，從而實時地對設(shè)備狀態(tài)進行檢修，這樣可以有效彌補“定期檢修”的弊端，進而為管理階層提供更加準確、綜合與詳細的數(shù)據(jù)，幫助其更加及時、有效地作出決策。

2 數(shù)字化變電站的結(jié)構(gòu)

在通常狀況下，變電站自動化系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上主要分為邏輯結(jié)構(gòu)與物理結(jié)構(gòu)兩種。物理結(jié)構(gòu)主要包含智能化的一次設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備。邏輯結(jié)構(gòu)主要包含過程層、間隔層以及站控層三部分[2]。各部分內(nèi)部及各部分之間均選用高速網(wǎng)絡(luò)通信的方式，主要由占站級總線以及過程總線連接。

2.1 過程層

此層次主要有三個功能：功能一：檢測電力運行過程中的電流、諧波分量、電壓與相位等實時電氣量。而電能量與有功等電氣量主要是由間隔層設(shè)備完成計算操作；功能二：在線統(tǒng)計以及檢測運行設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)，主要負責向上級報送機械特性、設(shè)備的工作狀、溫度以及壓力等等參數(shù)；功能三:執(zhí)行以及驅(qū)動操作控制。主要負責控制斷路器及隔離開關(guān)的分合、控制直流電源的充放電等等。

2.2 間隔層

此層次主要包括故障錄波系統(tǒng)、保護測控系統(tǒng)與其他IED設(shè)備等等。其主要負責控制與保護一次設(shè)備、優(yōu)先地控制數(shù)據(jù)采集、控制命令的發(fā)出與統(tǒng)計運算等操作，可以對本間隔過程層的實時數(shù)據(jù)信息給予合理有效地匯總，并且還具有承上啟下的通信功能等等。

2.3 站控層

此層次可以利用兩集高速網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對全站實時數(shù)據(jù)信息的匯總，從而實現(xiàn)對實時數(shù)據(jù)庫的及時刷新。并且能夠根據(jù)相關(guān)的規(guī)定，登陸到歷史數(shù)據(jù)庫中，向控制或者調(diào)度中心傳輸相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，同時能夠?qū)⒅行牡目刂泼顐鬟f到過程層以及間隔層。而且能夠在線維護過程層以及間隔層的各項設(shè)備，可以對設(shè)備參數(shù)的各項功能進行在線修改以及組態(tài)。此外，其還可對站內(nèi)當?shù)氐那闆r進行實時監(jiān)控，并且具有人機聯(lián)系的功能。

3 數(shù)字化變電站自動化技術(shù)應(yīng)用中的問題

盡管數(shù)字化變電站自動化技術(shù)具有多種功能，其能夠有效實現(xiàn)信息資源的共享，大大提升測量的準確度，提升設(shè)備運行的穩(wěn)定性以及可靠性，但是其也存在一定的問題，這也導致其全部功能無法得以充分發(fā)揮。

首先，在變電站自動化技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用過程中還會存在協(xié)調(diào)力度不夠、統(tǒng)一力度不強的問題。如在智能化電器的研究與開發(fā)過程中，必須要全面、有效地協(xié)調(diào)電、機以及光三者之間的關(guān)系。但是，目前我國在此方面做的還不夠完善，仍舊存在協(xié)調(diào)力度不夠的現(xiàn)象；其次，材料器件還不夠完善。不能科學有效地試驗兼容控制以及電磁干擾，而且對于試驗儀器設(shè)備以及檢測標準與手段還缺乏統(tǒng)一明確的標準。對于這些缺陷，都是在數(shù)字化變電站自動化技術(shù)應(yīng)用中必須引起重視，并且要采取有效措施給予合理解決的。

4 結(jié)語

總而言之，數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)的出現(xiàn)，有效優(yōu)化了電網(wǎng)運行方式，促進了自動化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，大大提升了設(shè)備的穩(wěn)定性以及可靠性。在未來，數(shù)字化變電站技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該是利用智能變壓器以及光電式互感器等數(shù)字化一次設(shè)備，再借助其他智能電子設(shè)備，再通過合理地改良與創(chuàng)新，努力創(chuàng)建出一種智能變電站自動化系統(tǒng)，從而有效實現(xiàn)系統(tǒng)集成以及信息共享，并且實現(xiàn)變電站站內(nèi)各個層次之間的無縫通信，進而保證變電站安全、穩(wěn)定地運行。

[1]劉偉,鄭偉洪.變電站自動化系統(tǒng)的數(shù)字化趨勢[J].天津電力技術(shù),2011,12(04):03-04.

[2]劉正道,郭大偉,王璐璐.數(shù)字化變電站技術(shù)應(yīng)用[J].科技資訊,2011,09(04):67-69.