数字化变电站及其关键技术概述

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1、数字化变电站及其关键技术概述蔡志江　胡亚平（乌鲁木齐电业局光源电力有限责任公司，新疆乌鲁木齐830011）【摘　要】数字化变电站是实现智能电网的重要环节。本文简述了数字化变电站的概念、特点、关键技术及其建设方法等问题。通过分析可以认为，数字化变电站必然成为未来变电站的发展趋势。.jyqkunicationserviceinterface，ACSI)。ACSI使变电站自动化功能完全独立于具体的网络协议，因此最新网络技术可以很快被应用于变电站中[4]。3　数字化变电站建设数字化变电站和传统变电站相比实现了信息采集、传送、处理、输出由模拟量到数字量

2、的转变，并形成了相应的通信网络和控制处理系统，实现了信息的共享和互操作。从技术规律和电网特性角度看，数字化变电站推广建设是智能电网形成的基础环节，是智能电网实现数字化，信息化，自动化的技术和实践经验。数字化变电站的基本结构继承了分层分布式的特点，如图2所示。其功能在逻辑上被分配到3个不同的层(即过程层、间隔层和变电站层)中。过程层是一次设备和二次设备的结合处，其主要功能是:进行电气量的检测、运行设备的状态参数在线检测与统计、操作控制的执行等任务。间隔层的主要功能是进行本间隔过程层实时数据信息的汇总，并对一次设备实施保护控制功能，具有承上启下的

3、作用。变电站层主要任务是汇总全站的实时数据信息，将有关数据信息送往调度或控制中心并接受调度或控制中心有关控制命令，转发间隔层、过程层执行等功能。相对于常规变电站，数字化变电站具有很多先进技术和功能特点。3.1　基于数字和光纤的信号采集系统电子式互感器(ECT、EVT)和光电互感器的应用使得数字化变电站实现了站内信息的数字化采集和光纤传递，大大简化了二次回路，解决了电缆老化问题，减少了运行人员的误操作，系统可靠性得到提高。智能电网的数字化程度要求更高，将有各种先进的智能传感器要运用到一次设备中去，包括发、输、变、配、用户等个个环节，用以监控电网

4、设备健康状态和全网电气信息，形成庞大的智能监控系统。数字化变电站的硬件设施和建设过程中的相关经验，在智能电网建设中有重要的作用和价值。3.2　信息交互网络化数字化变电站内设备之间通过高速以太网进行信息交换，二次设备不再出现功能重复的I/O接口，常规的功能装置变成了逻辑功能模块，变电站内实现了真正的数据集资源共享。和智能电网高速、动态互动、实时信息共享的超级网络构架的目标方向一致。3.3　全站统一的标准平台IEC61850确立了电力系统建模标准，为变电站定义了标准的信息模型和信息交换模型。采用对象建模、抽象通信服务接口（ACSI）、以及设备自我

5、描述规范，解决了不同厂商产品互操作问题，形成了全站设备功能和信息共享的统一标准平台。3.4　信息同步与安全性数字化变电站与传统变电站相比，一次设备及一次设备与二次设备之间连接，由电缆被电子式互感器、智能化一次设备、合并单元、光纤所代替，这为采样数据的共享提供了条件，同时也带来了电子式互感器间采样同步问题。IEC61850采用SNTP(simpleeprotoco1)实现不同设备间的同步采样，以UTC(universaltimecoordinated)作为时钟同步源[5]。IEEE1588[协议为消除或削弱网络测控系统各个测控设备的时钟误差和测

6、控数据在网络中的传输延迟提供了有效路径，只要按照这个规范去设计网络化测控系统，则系统的测控精度可控制在亚微妙级，从而可以有效解决分层分布式测控系统的实时性问题IEC61850采用SNTP(simpleeprotoco1)实现不同设备问的同步采样，以UTC(universaltimecoordinated)作为时钟同步源。IEC61850协议的开放性和标准性带来了电力系统运行的安全性问题，IEC在制订了IEC61850之后，开展了安全标准IEC62351的编制，其中IEC62351-6定义了IEC61850的安全性[6]。3.5　智能化一次设备

7、不断成熟以往制约数字变电站发展的主要是因为IEC61850技术不成熟，2005年的IEC61850互操作实验[3]极大推动了IEC61850在数字化变电站中的研究应用，目前变电站层与间隔层技术已经成熟，间隔层与过程层技术也在不断成熟。国内的智能化一次设备质量提升的飞快，从已经运行变电站的反馈情况来看，智能化一次设备已经从初期的不稳定到了现在基本能满足现场应用的水平，这为智能电网建设打下了基础。数字化变电站系统结构如图3所示。4　结论由于其具有信息充分共享、通信系统能可靠实时的交换所有设备的完整信息、降低变电站整个生命周期的费用等优点。数字化变

8、电站必然会成为未来变电站发展的趋势。建设以光电式互感器、智能化集成开关、智能变压器等数字化一次设备和其他智能电子设备为基础的新型变电站自动化系统。实现数字化变电站站