數字化變電站自動化技術的應用探討

鄭國強

（天津長蘆漢沽鹽場有限責任公司,天津 300480）

所謂的數字化變電站即為在IEC61850標準平臺的基礎上，利用智能化一次設備與網絡化二次設備分層共同構建而成的，能夠有效實現智能電氣設備之間的智能化與程序化操作以及信息共享的一種現代化變電站[1]。其有效彌補了傳統電纜不能準確排查故障的缺陷，可以有效實現二次設備分層的網絡化以及開關設備與互感器的智能化。

1 數字變電站的特點

1.1 一次設備的智能化

變電站被控制的操作驅動回路以及被檢測的信息回路主要采取了光電技術以及微處理器設計，從而使得常規的機電式繼電器與控制回路結構變得更加簡單、易于操作。同時其也改變了傳統的導線連接方式，而是采用數字公共信號網絡與數字程控器，這樣就會大大提升連接的可靠性與穩定性。在數字化變電站的二次回路中，信息傳輸的工具也由原來的電纜而被替換成光纖，其主要是由微處理器系統、電光元件、光纖系統與光學元件組建而成。信號傳輸的載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。由光電數字替換了原來的強電模擬信號。

1.2 二次設備的網絡化

數字化變電站的二次設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。這些設備都利用模塊化以及標準化的微處理器設計構造而成的。各個設備之間都是選用高速度的網絡通信連接起來，這樣就能夠利用網絡實現資源與數據的共享，在此狀態下，傳統的功能裝置也轉變為邏輯的功能模塊。

1.3 變電站運行管理自動化系統

此系統主要包含分流交換以及數據信息分層自動化，電力生產運行狀態以及數據的記錄與統計。在數字化變電站運行的過程中，一但出現故障問題，那么就可以立即輸出故障的分析報告，詳細地指出故障發生的原因及具體的處理意見。

而且此系統還可以將電站的設備檢修報告自動地提供出來，從而實時地對設備狀態進行檢修，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、綜合與詳細的數據，幫助其更加及時、有效地作出決策。

2 數字化變電站的結構

在通常狀況下，變電站自動化系統在結構上主要分為邏輯結構與物理結構兩種。物理結構主要包含智能化的一次設備以及網絡化的二次設備。邏輯結構主要包含過程層、間隔層以及站控層三部分[2]。各部分內部及各部分之間均選用高速網絡通信的方式，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備完成計算操作；功能二：在線統計以及檢測運行設備的狀態參數，主要負責向上級報送機械特性、設備的工作狀、溫度以及壓力等等參數；功能三:執行以及驅動操作控制。主要負責控制斷路器及隔離開關的分合、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、保護測控系統與其他IED設備等等。其主要負責控制與保護一次設備、優先地控制數據采集、控制命令的發出與統計運算等操作，可以對本間隔過程層的實時數據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絡，實現對全站實時數據信息的匯總，從而實現對實時數據庫的及時刷新。并且能夠根據相關的規定，登陸到歷史數據庫中，向控制或者調度中心傳輸相關的數據信息，同時能夠將中心的控制命令傳遞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備，可以對設備參數的各項功能進行在線修改以及組態。此外，其還可對站內當地的情況進行實時監控，并且具有人機聯系的功能。

3 數字化變電站自動化技術應用中的問題

盡管數字化變電站自動化技術具有多種功能，其能夠有效實現信息資源的共享，大大提升測量的準確度，提升設備運行的穩定性以及可靠性，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揮。

首先，在變電站自動化技術的研發與應用過程中還會存在協調力度不夠、統一力度不強的問題。如在智能化電器的研究與開發過程中，必須要全面、有效地協調電、機以及光三者之間的關系。但是，目前我國在此方面做的還不夠完善，仍舊存在協調力度不夠的現象；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備以及檢測標準與手段還缺乏統一明確的標準。對于這些缺陷，都是在數字化變電站自動化技術應用中必須引起重視，并且要采取有效措施給予合理解決的。

4 結語

總而言之，數字化變電站自動化系統的出現，有效優化了電網運行方式，促進了自動化技術的廣泛應用，大大提升了設備的穩定性以及可靠性。在未來，數字化變電站技術的發展應該是利用智能變壓器以及光電式互感器等數字化一次設備，再借助其他智能電子設備，再通過合理地改良與創新，努力創建出一種智能變電站自動化系統，從而有效實現系統集成以及信息共享，并且實現變電站站內各個層次之間的無縫通信，進而保證變電站安全、穩定地運行。

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

[2]劉正道,郭大偉,王璐璐.數字化變電站技術應用[J].科技資訊,2011,09(04):67-69.