【浅析数字化变电站的发展方向】 数字化发展方向是什么

　　Analysis of digital substation direction of development　　Ma Lu　　(Tongren Power Supply Bureau，Tongren 554300，Guizhou，China)
　　
　　【摘 要】变电站是电网运行的重要基础和支撑。阐述了变电站技术的从常规变电站向数字化变电站的变化及其技术特点。分析了数字化变电站的发展现状，同时简单设想了以智能变电站为发展方向的技术要求和发展前景。
　　【关键词】数字化变电站；智能变电站smart substation；智能组件intelligent combination；智能电网
　　【Abstract】The substation is an important foundation for grid operation and support.Described from conventional substation substation technology change and its technical characteristics to the digital substation.Analysis of the current development of digital substation, the simple idea of the technical requirements for the development of intelligent substations and development prospects.
　　【Key words】digital substation; smart substation; intelligent combination; smart Grid
　　随着当今电网的高速发展，电网自动化水平的不断提高。一般的常规化变电站已不能满足电力生产的要求，因此建立以计算机为核心的新型变电站是势在必行。数字化变电站技术是变电站自动化技术发展中具有里程碑意义的一次变革，对变电站自动化系统的各方面将产生深远的影响。
　　1 数字化变电站
　　数字化变电站三个主要的特征就是“一次设备智能化，二次设备网络化，符合IEC61850标准”，即数字化变电站内的信息全部做到数字化，信息传递实现网络化，通信模型达到标准化，使各种设备和功能共享统一的信息平台。这使得数字化变电站在系统可靠性、经济性、维护简便性方面均比常规变电站有大幅度提升。
　　我国微机保护在原理和技术上已相当成熟，常规变电站发生事故的主要原因在于电缆老化接地造成误动、CT特性恶化和特性不一致引起故障、季节性切换压板易出错等。这些问题在数字化变电站中都能得到根本性的解决。
　　数字化变电站中采用电子式互感器根本性地解决了CT动态范围小及饱和问题，从源头保证了保护的可靠性。信息传递全部采用光纤网络后，二次回路设计极大简化，保护压板、按钮和把手大大减少，显著减少运行维护人员的“三误”事故，光纤的应用也彻底解决了电缆老化问题，系统可靠性得到充分保障。
　　2 数字化变电站技术发展现状和趋势
　　以往制约数字化变电站发展的主要是IEC61850的应用不成熟，智能化一次设备技术不成熟，网络安全性存在一定隐患。但2005年国网通信中心组织的IEC61850互操作试验极大推动了IEC61850在数字化变电站中的研究与应用。目前IEC61850技术在变电站层和间隔层的技术已经成熟，间隔层与过程层通信的技术在大量运行站积累的基础上正逐渐成熟。
　　这几年国内智能化一次设备产品质量提升非常快，从一些数字化站的近期反馈情况可以看出，智能化一次设备已经从初期的不稳定达到了基本满足现场应用的水平。工业以太网是随着微机保护开始应用于电力系统的，更是成为近几年的变电站自动化系统的主流通信方式。在大量的工程实践证明站控层与间隔层之间的以太网通信的可靠性不存在任何问题。而间隔层与过程层的通信对实时性、可靠性提出了更高的要求，但通过近两年的研究与实践，这一难点问题也已经解决。可以说原来制约数字化变电站发展的因素目前已经得到逐一排除。
　　目前，电网公司、用户、设备制造商都在积极努力地推动着数字化变电站的发展，由此可以预见，三、四年以后成熟的数字化变电站将完全具备取代常规变电站所需的条件。而随着技术的不断成熟完善，数字化变电站将更加的智能化，从而实现智能变电站。
　　3 智能变电站
　　智能变电站是比数字化变电站更为先进的应用，其重要体现特征为“智能性”，即设备智能化与高级智能应用的综合。采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能，实现与相邻变电站、电网调度等互动的变电站。智能变电站通过以下组成来实现更多的高级应用功能：
　　3.1 智能组件：对一次设备进行测量、控制、保护、计量、检测等一个或多个二次设备的集合。
　　3.2 测量单元：实现对一次设备各类信息采集功能的元件，是智能组件的组成部分。
　　3.3 控制单元：接收、执行指令，反馈执行信息，实现对一次设备控制功能的元件，是智能组件的组成部分。
　　3.4 保护单元：实现对一次设备保护功能的元件，是智能组件的组成部分。
　　3.5 计量单元：实现电能量计量功能的元件，是智能组件的组成部分。
　　3.6 状态监测单元：实现对一次设备状态监测功能的元件，是智能组件的组成部分。
　　3.7 智能设备： 一次设备与其智能组件的有机结合体，两者共同组成一台（套）完整的智能设备。
　　3.8 全景数据：反映变电站电力系统运行的稳态、暂态、动态数据以及变电站设备运行状态、图像等的数据的集合。
　　3.9 顺序控制：发出整批指令，由系统根据设备状态信息变化情况判断每步操作是否到位，确认到位后自动执行下一指令，直至执行完所有指令。
　　3.10 站域控制：通过对变电站内信息的分布协同利用或集中处理判断，实现站内自动控制功能的装置或系统。
　　3.11 站域保护：一种基于变电站统一采集的实时信息，以集中分析或分布协同方式判定故障，自动调整动作决策的继电保护。
　　4 结束语：
　　数字化变电站强调实现手段的数字化，而今后智能电网的建设，对变电站自动化系统的一次设备智能化、高级应用、对智能电网的支撑等功能提出了新的要求。数字化变电站是智能变电站的技术基础，智能变电站则将是变电站整体技术跨越和未来变电站的发展方向。
　　参考文献
　　[1]王允平.智能变电站及技术特点分析 电力系统保护与控制2010年38卷18期
　　[2]胡学浩.智能电网-未来电网的发展态势 电网技术 2009年第33卷第14期
　　作者简历：
　　麻路（1983），男，助理工程师，从事变电运行工作。