数字化变电站技术的分析

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1、数字化变电站技术的分析:随着电力技术的不断创新，我国已开展数字化变电站的研究并建设试点站,但尚无统一的建设标准,各地数字化变电站的建设方案也不尽相同。本文阐述了目前数字化变电站存在的一些不足，介绍了数字化变电站所使用的关键技术，同时提出了建设数字化变电站时需要重点考虑和有待进一步完善。　　关键词:数字化变电站;IEC61850;关键技术；不足及优点　　1数字化变电站的特点　　1)一次设备智能化。一次设备采用数字输出的电子式互感器、智能开关(或传统开关和智能终端组合)等智能设备。一次设备与二次设备间用光纤传输数字编码信息

2、的方式交换采样值、状态量、控制命令等信息。　　2)二次设备X络化。二次设备全部基于标准化、模块化设计,设备间用通信X络交换模拟　　量、开关量和控制命令等信息,控制电缆取消。　　3)运行管理系统自动化。变电站运行管理自动化系统应包括自动故障分析系统、设备健康状态检测系统和程序化控制等自动化系统。变电站在运行中发生故障时,自动化系统能及时提供故障分析报告,并指出故障原因与提出处理意见;能实现变电站一、二次设备的“状态检修”。　　2．数字化变电站不足及优点　　2.1常规变电站自动化存在的不足　　常规变电站自动化系统应用特点是

3、变电站二次系统采用单元间隔布置形式，装置之间相对独立，装置间缺乏整体的协调和功能优化，输入信息不能共享、接线比较复杂、系统扩展复杂，主要有以下几方面的问题。　　2.1.1信息难以共享　　目前实际应用的变电站自动化系统中来自不同信息采集单元的设备信息。无法共享，信息模型和信息交换模型由于缺乏统一建模和系统异构而导致各种“信息孤岛”。　　2.1.2设备之间不具备互操作性　　在变电站自动化系统集成过程中面临的最大障碍是不同厂家的智能设备(简称IED)，甚至同一厂家不同型号的IED所采用的通信协议和用户界面的不同，因而需要额外

4、的硬件(如规约转换器)和软件来实现IED互联，对自动化系统的无缝集成和互操作造成一定的困难，这在很大程度上削弱了变电站实现自动化的优点和意义，同时增加了硬件投资成本。　　2.1.3系统可扩展性差　　由于互操作性和信息模型不同等原因，现有的变电站自动化系统在系统扩展或设备部分更新时需要付出很大的附加成本。　　2.1.4系统可靠性受二次电缆影响　　虽然现有的变电站自动化系统实现了设备智能化，但这些智能电子装置之间以及IED与一次系统设备和变电站自动化系统之间仍然采用电缆进行连接。二次系统的安全性取决于变电站lED耐受电磁干

5、扰的能力，同时，必须确保引入到IED的电磁干扰必须低于装置本身可以耐受的水平。实际运行中由于种种原因，经常发生由于电缆遭受电磁干扰和一次设备传输过电压引起设备运行异常，甚至误动作。　　2.2数字化变电站相比传统变电站的优点　　2.2.1信息共享　　采用IEC61850通信标准的数字化变电站，设备间的通信光纤X络直接交换数据，可以实现先进的系统保护功能；同时降低布线成本，大幅减少使用端子排连接的二次接线数量和复杂度，也减少了控制电缆的用量；　　2.2.2互操作性　　数字化变电站采用的IEC61850标准对站内智能电子设备

6、的信息描述与访问方法都进行了全面的定义和规范，形成了统一的通信规约平台，解决了设备间的互操作问题。　　2.2.3系统分层分布化　　根据IEC61850标准，变电站的一、二次设备分为三层：站控层、间隔层、过程层（如图1）。这种分层分布式结构具有以下优点：　　2.2.3.1不同电气设备均单独安装具有测量、控制和保护功能的元件，如数字式保护和测控单元等，任一元件出现故障，不会影响整个系统正常运行；　　2.2.3.2分布式系统实现多CPU工作模式，每个单独的　　装置都具有一定的数据处理能力，从而大大减轻了主控制单元的负担；　　

7、2.2.3.3系统自诊断能力强，能自动对系统内所有装置进行巡检，及时发现故障并加以隔离；　　2.2.3.4系统扩充灵活、方便。　　2.2.4经济性　　电子式互感器取代电磁式互感器、光缆取代电缆以及X络通信等技术的采用，使得数字化变电站工程占地面积减少，电缆沟土建工程量减少；二次回路的简化、智能设备的使用又极大地减少了建设和调试的工作量，缩短了建设工期；大幅减少铜质电缆的用量，节省了矿产资源的浪费，符合国家节约型自主创新社会的政策导向。　　　　　　3数字化变电站关键技术　　3.1非常规互感器　　非常规互感器具有良好的绝缘

8、性能、较强的抗电磁干扰能力、测量频带宽、动态范围大等优点。非常规互感器有两种基本类型：一种是电子式互感器；一种是光电效应的互感器。其最大的特点就是可以输出低电平模拟量和数字量信号，直接用于微机保护和电子式计量设备，去掉了很多中间环节，适应电力系统数字化、智能化和X络化的需要，而且由于动态范围比较大，能同时适用于测量和保护两种功能。