数字化变电站技术研究

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1、摘要：在我国现代电力事业高速发展的背景下，数字化变电站的建设已经进入了一个新的时期，而且成为时代发展的必然趋势。变电站引入数字化技术使变电站的二次设备逐渐向一次设备进行延伸。传统变电站的数字化过程使得变电站运行更加自动化，管理更加科学化，因此研究数字化变电站的技术基础及特征有着非常重大的意义。数字技术的发展及应用使得数字化变电站有了技术的支撑。数字化变电站的特征及技术的影响势必会使数字化的变屯站成为发展的趋势。本文就数字化变电站的主要技术基础及特征进行论述。关键词：数字化变电站技术、智能式、口动化系统、技术基础数字

2、化变电站是由智能化一次设备（电子式互感器、智能化开关等）和网络化二次设备分层（过程层、间隔层、站控层）构建，建立在IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。数字化变电站是应用IEC61850进行建模和通信的变电站，数字化变电站体现在过程层设备的数字化，整个站内信息的网络化，以及开关设备实现智能化。随着电力系统自动化水平的提高和软破件技术的不断发展和成熟，特别是电子式电流互感器和智能化开关的发展，数字化变电站技术越来越瘦到人们的重视。数字化变电站也将成为变电站技术的

3、发展方向。一、研究意义数字化变电站是目前电力口动化领域中最热门的话题，数字化变电站试点工作正在全国变电站建设屮广泛开展。变电站自动化技术经过十多年的发展已经达到一定的水平，在我国城乡电网改造与建设屮不仅小低压变电站釆用了自动化技术实现无人值班，而且在220KV及以上的超高压变电站建设中也大量采用自动化新技术，从而犬大提高里了电网建设的现代化水平，增强了输配电和电网调度的可能性，降低了变电站建设的总造价，这已经成为不争的事实。然而，技术的发展是没有止境的，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

4、、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟，以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用，势必对已有的变屯站自动化技术产生深刻的彩响，全数字化的变电站自动化系统即将出现。数字化变电站的建成投产将为电网数字化奠定基础，在变电站发展历程史上具有划时代的意义，是变电技术的革命。二、数字化变电站的技术特征当前的数字化变屯站主要通过屯子式互感器、智能化的开关等数字化的一次设备、网络化的二次设备分层组成，在IEC61850通信规范的基础Z上逐步实现变电站系统不断信息化、口动化智能化等要求。首先，变电站中的电气设备信息通过数字化技术可以

5、实现相互间的资源共享及利用，使操作更加便捷，同时减少变电站相关设备退出的次数及时间，减少了损耗，提高了设备的使用时间，对于自动化设备的数量进行精简，极大的简化了变电站的二次接线，提高变电站设备使用系统的可靠性，维护及及时更新扩展变电站中的设备功能。•其次，逐步实现了变电站信息在其系统运行过程中和其它支持的系统Z间的信息共享，减少了资源重复建设，有利于投资成本的回收并延长变电站的使用年限,减少周期内的维护成本与建设费用。第三，变电站信息系统分布出现分层化。以往变电站的自动化系统主要是集中式，而数字化变电站则改变了以往

6、的集中式采用了分布式。数字化变电诂通过采用第二代的分层分布式自动化系统可以更加完整的记录变电站内各个设备的信息，并及时的显示，大大提髙了网络通信的速度和开放程度。在IEC61850通信规范的基础之上提出的有关数字化变电站的过程层、间隔层及站控层等三层结构模式。可采用面向对象进行建模，通过软件复用、嵌入式等实时操作控制系统等高科技技术，不断满足数字化变电站等电力系统对于实时性、可靠性的需求。三.数字化变电站的系统组成数字化变电站是智能化的一次设备、网络化的二次设备在TEC61850通信协议技术上分层构建的，能够实现智

7、能设备间信息共享和互操作。下面分别对三个组成部分进行介绍。3.1智能化的一次设备智能化的一次设备包括光电/电子式互感器，智能化断路器等。光电/电子式互感器的最人特点是可以输出低压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，适应电子系统数字化、智能化和网络化的需要。智能化断路器由微机、电力电子元件组成执行单元，代替常规机械结构的辅助开关和辅助继电器,实现按电压波形控制跳、合闸角度，精确控制跳、合闸时间，减少暂态过电压幅值。3.2变电站内的二次设备变电站内的二次设备，如继电保护装置、测量控制装置、防误闭锁装置

8、、远动装置、故障录波装置及正在发展屮的在线状态监测装置，全部基于标准化、模块化的微处理器设计制造，二次设备不再出现常规功能装置重复的I/O现场接口，它们之间的连接全部采用高速的网络通信，并口通过网络真正实现数据共享、资源共享。3.3IEC61850标准1EC61850是国际电丁委员会TC57T作组制定的《变电站通信网络和系统》系列标准，它是基于网络通信平台的