浅谈数字化变电站的技术与发展new

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1、262007年8月江苏电机工程JiangsuElectricaIEn百neering第26卷增刊浅谈数字化变电站的技术与发展张兴．郭燕娜(江阴市供电公司，江苏江阴214000)摘要：基于变电站自动化系统的发展，数字化变电站技术在近年得到长足的进步。阐述了数字化变电站和传统变电站的特征区别．介绍了数字化变电站五个实现基础．即数据采集的稳定性、设备的互操作性、网络通信的可靠实时性、合并单元的冗余性、技术管理的适应性，并以现实运行的数字变电站为例分析了数字化变电站在数字化过程层、保护、数据采集共享、系统安全等方面的问题。通过分析可以认为，数字化变电站必然成为

2、未来变电站的发展趋势。数字化电网也同样有很大的发展潜力。关键词：数字化变电站；特征：实现基础；存在问题中图分类号：m63文献标识码：A文章编号：1009一0665(2007)增刊一0026一03近20年来变电站自动化走过了一个漫长而曲折的过程．完成了从集中式向分层分布式的过渡，并伴随着计算机技术、人工智能技术、网络技术和通信技术的发展及其在电力系统中的广泛应用而得到迅速发展。随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测及自诊断、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟．一些传感器和控制器基于新的物理测量原理为一次设备增添了新的功能，提高了

3、测量精度。降低了电流电压动态测量范围的误差。这些新技术的广泛应用。必将对己有的变电站自动化技术产生深刻的影响．全数字化的变电站自动化系统即将面世。1传统变电站与数字化变电站的特征与区别1．1传统变电站的结构特征1．1．1分层分布式系统集中组屏的结构分层分布是将整个变电站的设备分为变电站层、单元层和设备层3层。把整套自动化系统按其不同功能组装成多个屏．例如主变压器保护屏、线路保护屏、数据采集屏等。安装在主控室中．这就是分层分布式系统集中组屏(分布集中式)的结构。相对于集中式结构．这种按功能设计的分散模块化结构具有软件相对简单，组态灵活、可靠性高等优点，同

4、时全部屏安放在室内，工作环境好。管理维护方便。缺点是安装所需的控制电缆较多。1．1．2分布分散式与集中相结合的结构分布集中式自动化系统由于采用集中组屏而需要较多的电缆。随着单片机和通信技术的发展．可实现以一次主设备如断路器、变压器、母线等为安装单位，将测量、保护、控制单元分散安装在各个开关柜中，监控机通过光纤或电缆网络对它们进行管理和交换信息。高压线路和变压器保护装置仍采收稿日期：20L，7一06一ll：修回日期：2007—06—26用集中组屏安装在控制室内．这种结构称为分布与集中相结合的结构．大量应用于20世纪90年代后期建设的变电站中。分布与集中相

5、结合的自动化系统简化了变电站二次部分的配置．缩小了控制室的面积．节省了大量的连接电缆，可靠性高。组态灵活，检修方便。1．2数字化变电站的特征1．2．1智能化的一次设备一次设备被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路采用微处理器和光电技术设计．简化了常规机电式继电器及控制回路的结构．数字程控器及数字公共信号网络取代传统的导线连接。换言之，变电站二次回路中常规的继电器及其逻辑回路被可编程序代替．常规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤代替。1．2．2网络化的二次设备变电站内的二次设备．如继电保护装置、防误闭锁装置、测量控制装置、远动装置、故障录波装置、电

6、压无功控制、同期操作装置以及正在发展中的在线状态检测装置设备等全部基于标准化、模块化的微处理机设计制造．设备之间的连接全部采用高速的网络通信．而不再出现常规功能装置重复的I／o现场接口．通过网络真正实现数据共享、资源共享，常规的功能装置在这里变成了逻辑的功能模块。1．2．3全站统一的标准平台随着变电站内智能装置数量的急剧增加，全站智能装置必须采用统一的数据建模及数据通信平台．才能实现互操作性。1999年匝CTC57京都会议和2000年SPAG会议提出将ⅢC61850作为无缝通信标准。mC61850标准的卜9部分现已正式发布。IEC61850的工作方向是

7、：追求现代技术水平的通信体系，实现完全的互操作性，体系向下兼容，基于现代技术水平的标准信息和通信技术平台，在rr张兴等：浅谈数字化变电站的技术与发展27系统和软件应用通过数据交换接口标准化实现开放式系统。mC61850是迄今为止最完善的变电站自动化的通信标准。它代表了变电站自动化发展方向，因此数字化变电站的通信系统应基于mC61850建立。2数字化变电站的实现基础2．1数据采集的稳定性数字化电气量测系统的稳定性对于数字化变电站至关重要。国际上将有别于传统的电磁型电流7电压互感器的新型互感器统称为非常规互感器(NCn’)，其中：基于电光效应的互感器称为光

8、学电流／电压互感器(oCT／趴厂r)或无源式互感器；其余泛称为电子式电流／电压互感器(EC耽V