淺議數字化變電站及其應用

程 杰 高麗娜

(華北電力大學 電氣與電子工程學院，北京 102206)

經濟的發展和科技的進步，一方面對電力系統提出了更高的要求，另一方面也為電力系統提供了更多的技術支持，尤其是自動化技術、網絡數字化技術的發展，讓現代變電站可以具有一定的自動化能力，有效提高工作效率。當前數字化變電站的各種基礎技術已經相當成熟，并且隨著技術的不斷進步，功能還會進一步擴展，有著很好的應用前景。但是總體上看，我國現有的變電站大多數還是老式傳統變電站，數字變電站還沒有得到普及，這既有技術原因也有人的觀念落后的因素，為此本文著重分析數字化變電站的主要特點，闡述數字化變電站的主要優勢和應用形式，以期更好的促進數字化變電站在我國的應用。

1 數字化變電站的特點

數字化變電站相對于傳統變電站而言具有智能化、網絡化和自動化等三個特點。首先，數字化變電站中的信號回路主要采用芯片、光電技術，不再使用傳統的導線連接方式，同時這種信號可以利用現有的公用數字網絡得以傳輸，使得數字化變電站智能化運轉，極大地提高了工作效率。其次，變電站之間的各種開關量、控制信息等都可以通過網絡來進行傳輸，網絡通信主要采用電氣量采樣值、跳合閘命令、狀態信號及故障告警信號等三種數字化方式傳輸，提高了工作效率。再次，目前我國的電力變電站已基本普及了變電站自動化管理系統，實現運行管理系統的自動化。變電站運行管理自動化系統應包括電力生產運行數據、狀態記錄統計無紙化;數據信息分層、分流交換自動化;變電站運行發生故障時能即時提供故障分析報告，指出故障原因，提出故障處理意見等自動化系統，這種管理系統的自動化可以有效地減少運行維護工作量，也降低了工作難度。大部分的變電站自動化系統的監控、運動、繼電保護、自動安全裝置等三次和二次設備己經基本采用數字技術。數字化變電站在站內設備的互操作性、信號的光纖傳輸、網絡通信平臺的信息共享等方面進一步體現了運行管理自動化的特點。

2 數字化變電站的主要優勢

正是由于數字變電站有著如上的三個特點，使得數字變電站得到了廣泛的認可，逐漸成為新的變電站工作模式。相對于傳統的變電站，數字化變電站具有如下幾個方面的優勢:一是可以共享一個統一的信息平臺。變電站功能越來越強大的同時，其內部的各種設備、組件也越來越多，數字變電站提供的共享平臺，使得保護、監控等各種功能都可以使用一個網絡來實現互操作性，不僅降低了成本，而且提高了效率，還便于今后功能的擴展。二是更好的擴展性。數字變電站的模塊化設計和共享網絡的模式，使得增添新的變電設備或者擴展新功能變得十分簡單，只需要加入到現有網絡即可，而不需對原有設備進行大的變更，使得變電站設備的正常使用周期得以延長，極大的降低了升級更新的成本。三是使用和維護更加方便。傳統的變電站一般都要使用電纜進行信息和控制命令的傳輸，這就需要大量的資金投入和人力維護，而且一旦出現問題很難快速找到根源予以及時處理。數字化變電設備有著智能化、自動化的特點，極大地簡化的變電站的正常運行和維護的工作量，不僅可以節省電纜的投入，還可以節省大量的人力資源，有效提高變電站運行的穩定性和安全性。四是精度更加準確。傳統的模擬信號在傳輸過程中很容易產生一定的誤差，這是難以避免的，而數字變電站使用數字信號，精度非常高，有效提高了變電站的工作質量。五是更好的安全性。數字化變電站采用最新的電子式互感器，有效降低了傳統方式可能導致的高壓、差動飽和等問題，有效提高了變電站的安全性。

3 數字化變電站應用成果分析

數字化變電站所使用的相關技術和關鍵組件都已經較為成熟，其發展和實際應用早已不是紙上談兵，已經得到了理論界的認可和實踐的檢驗，不僅具備優異的性能和更好的安全性，而且有著非常廣闊的發展前景。數字化變電站還可以有效應對傳統變電站的諸多難點問題，比如傳統傳感器有著非常致命的缺陷，很容易出現問題，而數字化變電站采用了最新的光電式互感器，可以有效的避免這樣的缺陷。再有傳統變電站中如何實現二次設備與傳感器之間的信息傳遞，一直以來就是一個難題，但是采用數字化變電站以后，由于所有設備都有著共享的信息平臺，而且相互直接都可以通過公用數字網絡連接，很好的解決了這一難題。可以說數字化變電站是近些年各種先進技術的一個集合體，可以有效提高變電站的運行效率和安全穩定性，而且已經具備了基本的應用可能。我國國家電網公司已經開始生產數字化變電設備，實現了國產化，在積累生產和使用經驗的同時，也在不斷創新和完善新功能，同時為是為包括電子式互感器在內的各種新技術提供了重要的實踐檢驗機會。

4 結束語

隨著科學技術水平的不斷發展進步，越來越多的先進技術引入到變電站的設計開發中，數字化變電站及其相關技術經過多年的發展實踐，已經具備了可行性，成為未來發展的趨勢，對于我國構建更加安全高效的電網系統有著十分重要的意義。本文的介紹和分析希望能夠更好的促進數字化變電站在我國更快的應用和普及，以建設一個更加安全、高效的電網，更好的為我國經濟發展提供強力支撐。

［1］張靚，陳翔，數字化變電站的應用研究［J］，科技風，2010.6:232.

［2］操豐梅，任雁銘，王照，變電站自動化系統互操作實驗建議，電網技術［J］，2005.6.