智能變電站二次技術需求及RTDS仿真系統作用

姚遠忠

摘 要：本文主要闡述了智能電網的概念及其建設現狀，并以此為依據分析了建立于IEC61850標準化基礎上的電網次設備技術需求的趨勢，于此方案中提出了適當超前發展 RTDS實時數字仿真儀（ Real Time Digital Simulator），等一些仿真能力于測試中的應用案例來闡明確保變電站二次技術安全順利實施的設想。

關鍵詞：智能電網；變電站；IEC61850；二次技術

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A

電網建設作為我國一項經濟基礎建設，在政府的支持下得以不斷的發展，實現智能電網的全面覆蓋化也已經成為了一種可能。所謂智能電網是指依托于數字信息基礎和自動控制技術實現發電、輸電、配電、儲能和用電等環節均可進行信息雙向交流，以優化電力生產和輸送的一種電力系統。實現智能電網的全面覆蓋無疑是電力建設的未來發展愿景之一，不僅可以加強電力傳輸的安全性和便捷性，還可通過強化電力傳輸以增強電力的應用效果。

一、變電站二次技術需求趨勢解析

要想對面向智能電網愿景的變電站二次技術需求進行分析，必須了解變電站二次技術需求的主要趨勢。智能電網建設作為一種較為先進的電力技術總體框架，主要包含了四大電力系統，它們主要是一次設備電力系統、 二次設備電力系統、超導電力系統和智能化電力系統。下文主要探討了于我國電力建設發揮在那的基礎上，結合我國、本地器電網工程建設和實際供應需求，對相關的技術予以研究，提高電網試點機構以及推廣應用。

（一）建立在 IEC61850 標準化基礎上的設備趨勢

傳統的變電站的建設配置原理主要是依據一次主設備進行間隔配置，主要包含繼電保護系統、自動化電力設備以及狀態監測系統。依托于這些配置，變電站于運行過程中能夠促進電力設備的運行，很大程度上簡化了運行過程和停電檢修。 隨著技術和設備的不斷更新換代，IEC61850 作為新標準開始應用于智能電網的建設，應用于該項技術，不僅加快了變電站的標準化建設，更是加速了基于各類二次設備進行科學建模和通信建設的信息交互進程，這樣于第一次在變電站內便完成的統一信息交互過程中，二次設備融合也發展成為一種趨勢。這樣的全面融合是一種整個變電站內面向應用各類二次設備的融合，在應用過程中，該技術將電子式互感器及合并單元均悉數引入變電站的建設配置中以實現采樣環節的融合，而將智能操作箱引入其中則使開關量采集以及控制輸出環節該兩程序的融合成為了可能。二次設備的融合應用將該技術的應用領域推及至更大范圍，但是為推動單個保護裝置或測控單元的合并使用提供堅實基礎，為數據的開發準備了必要的條件。

（二）建立在站內高速局域網上的功能分布以及重構趨勢的發展態勢

一般情況下，在現有變電站的建設過程中，多將太網通信方式運用于監控系統及故障信息系統內部，旨在通過太網的物理技術及通用型交換機形成滿足變電站應用需求的功能分布局勢。常規情形下，太網物理基礎為100M 網絡及上述所言的通用型交換機。而建立100M 網絡首先應當具備數字化變電站，對于數字化變電站的建立，尤其需要應用到IEC61850-9-2 的采樣值傳輸技術，而后通過帶寬計算以滿足變電站應用需求，但是于電網中，現有的采樣值傳輸技術難以滿足變電站應用的需求。故而針對如此，就需要對系統進行進一步強化，選用SV報文信息的優先級傳輸技術及高端交換機。在電網建設過程中，隨著拖入成本的降低，100M 網絡以及工業級交換機的價格不斷下降，價格的低廉性造成機器使用范圍的不斷擴大，變電站內的通信將逐步過渡到一個完整的以太網架構上來，由此通信架構的變化功能分布狀態是符合電網通信構架分布的，為電網通信構架分布和重構提高了可能性和可行性，大大降低了變電站建設和最終投入運營的成本。在此過程中，也對數字化變電站提出的更高要求，即一次設備智能化，二次設備小型化網絡化，自治自愈能力、智能保護等。

（三）建立在電力調度數據網上的變電站功能的提升趨勢

最近幾年基于我國對于電網建設規模的不斷擴大，不僅為我們呈現出了無人值班的變電站和集控中心，并且實現了驅動調度端 EMS 系統的進一步完善和健全。現今EMS 系統系統更為關注圖形、 模型庫等的建設和復用，并以此為基礎不斷加強對整個電網自動化系統技術方面的分析和解析，以期可以更為全面的保障系統運行效果，實現全自動的識別和監控系統的建設和應用。

IEC61850 面向對象的建模規定實現了信息的交互，不過卻存在無法解決電力系統中信息的維護工效的缺陷，因此逐步推崇基于AGENT技術（Agent技術的研究起源于分布式人工智能，模擬人類的行為和關系、具有一定智能并能夠自主運行和提供相應服務的程序。）的綜合自動化系統成為了提高電力系統應用水平亟待解決的課題之一。

二、設備和技術的發展引入測試需求

RTDS的實時數字仿真系統在電網設備式樣中的運用是比較廣泛的，主要運用在電網二次設備的測試當中。RTDS實時數字仿真系統在數字化變電站和智能化電網當中都發揮了很大的作用。RTDS實時數字仿真系統主要對三個部分進行了測試。第一個部分是設備模型測試，科學技術不斷發展，很多新型的電網設備也不斷完善，比如電流限制器等。實時數字仿真系統要首先建立起近似度比較高的等值模型，然后在新型設備試驗中進行保護原理的驗證和電網設備的防護。第二個部分是數字化測試，在數字化變電站當中，存在二次設備，因為其功能是不斷分化的，所以不斷對試驗量的輸出和輸入方式進行改善，要采用網絡接口卡，進行傳統測試模式到數字化測試模式的過渡。第三個部分是提升功能的技術測試，很多二次設備功能都在不斷提升，比如主機保護功能、測控系統控制功能等。實時數字仿真系統在測試中也要完成相應的功能變化。

結語

綜上所述，隨著二次技術和設備的進一步進展，將RTDS 技術應用于電網二次設備的動模試驗等測試系統中，將會促進實現智能化變電站建設。隨著相關人員的對變電站二次技術的不斷探討，設備研發人員一定能研發出促進電網長期發展的電力設備。

參考文獻

[1]李乃湖，倪以信，孫舒捷，等.智能電網及其關鍵技術綜述[J].南方電網技術，2010（03）.

[2]何成林.關于智能電網變電技術與二次系統的探討[J].大科技，2014（24）.