變電站數字化改造問題之我見

【摘 要】隨著科學技術的不斷發展，數字化技術已經逐漸在各個領域與行業得到了推廣與應用。而在電力行業中，變電站作為電力系統的關鍵部分，也逐漸開始進行數字化的研究與改造。本文中，筆者將就變電站數字化改造的相關問題進行簡要闡述。

【關鍵詞】變電站；數字化改造；技術特點；系統結構

隨著數字化技術的不斷發展與使用，越來越多的行業選擇進行數字化改造，以此來實現行業的進步。電力行業在這個大趨勢下積極進行了數字化的研究與改造，尤其是對傳統的RTU變電站和綜合自動化變電站進行數字化改造，以此來實現數字化管理與控制，可以更好的進行電力配送，在提升經濟效益的同時，實現了為人民服務的宗旨。

一、變電站數字化改造的技術特點

首先，引用先進的光電式互感器和GOOSE報文機制，前者可以實現數字化的傳輸，后者可以保證重要信息能夠按照優先級進行傳輸，并且很好的提高系統的可靠性和系統的相應速度，同時會對系統保護功能的靈敏度與可靠性有一個質的提升。其次，使用100-Mbit/s冗余光線以太網和全新的IEC61850的光以太網交換機，這樣可以對VLAN進行有效的劃分，并降低網絡負載，減少網絡流量，進而保證網絡得到安全隔離，來提高通信的效率。再次，使用網絡化的二次設備和支持GOOSE事件模型的新型數字式微機保護，這樣可以保證網絡數據的告訴傳輸，以及快速的執行命令。最后，基于全新的IEC通信協議，能夠實現數字化變電站的結構分層，即分為過程層，間隔層與站控層。并且使用智能終端與傳統開關相結合的模式，可以實現一次設備智能化，進而節約了成本，節省了改造的時間。

二、變電站數字化改造后的系統結構

進行變電站數字化改造，是為了在保證一次設備智能化，二次設備網絡化的基礎之上，使用全新的IEC61850通信協議技術來實現變電站的系統分層，進而使設備之間可以實現信息共享與相互操作。（1）過程層。過程層是作為一次設備與二次設備之間的數據層，其包括的數據主要有三類：一是設備實時的電氣量監測數據，如電流，電壓幅值與相位等。二是一次設備狀態參數的監測數據，如變壓器，隔離開關，斷路器與母線等進行的狀態監測。三是一次設備的操作控制數據，如斷路器，隔離開關，變壓器與電容器等的操作控制。而在過程層中的主要設備可以分為兩類：一是光電或電子式互感器，它的功能是可以提供一次設備實時的電氣量監測數據。二是智能終端與GOOSE網絡，它的功能是可以提供并傳輸一次設備的狀態參數的監測數據和一次設備的操作控制數據，同時進行數據交換。GOOSE是指在IEC61850的通用變電站事件模型的基礎之上，發生的控制事件。GOOSE網絡可以保證數據在系統范圍內進行快速準確的輸入與輸出，它提供的高效方法，可以實現多路廣播服務面向不同物理設備，同一時間傳輸相同的變電站事件信息。而且如果數據發生變化，裝置就會自動刷新數據緩沖區域，之后按照設定的重發時間，再次發送數據，通過配置數據“訂閱者”信息可以及時更新緩沖區域的數據，進而提高數據傳輸的實時性與可靠性。（2）間隔層。應用先進的數字式微機保護與測控裝置，以及數字式計量電能表，可以保證數字化過程層之間的各個設備間進行無縫聯接。這樣可以使過程層設備實現高度的數字化，進而變革了傳統意義上二次設備的保護裝置。其中，多模光纖以其細小簡單和功能強大的特點取代了傳統的粗大繁雜與功能單一的二次電纜，成為了二次信息的傳輸載體。同時，以簡單方便的單根多模光纖輸入，代替了傳統計量電能表中復雜的三相四線接法輸入，進一步實現了數字化改造。（3）站控層。使用100-Mbit/s冗余光纖以太網，可以借助高速網絡，實時匯總全站的數據信息，并實時更新數據庫，并根據既定的規約，將數據信息傳輸給遠動主站與調度端，同時接收與調度端的命令，及時下達到間隔層與過程層并使其執行。并且可以實現后臺VQC電壓無功調節，以及在線能夠編程的全站操作閉鎖控制?？梢詫崿F站內隨時隨地的監控與查詢事件，打印波形報告等。還可以實現在線維護，在線修改間隔層與過程層設備的定值參數等。除此之外，SNTP協議網絡對時方案的應用，能實現對時方式的更新，它對二次系統設置的同一時鐘，能保證全站設備的時鐘同步，使設備按照同一個時間基準和網絡延時進行對時，進而改變過去的硬接線的對時方式。（4）應用IEC61850通信規約。使用全新的IEC61850通信規約，能將變電站進行分層。其中，變電站層與間隔層的網絡，使用MMS，TCP/IP以太網或者光纖網；間隔層與過程層間的網絡，是單點向多點的單向傳輸以太網。而且站內智能電子設備也使用統一協議，借助網絡進行信息交換。其具有面向對象建模、抽象通信服務接口、面向實時服務等特點。

對變電站進行數字化改造，可以解決因為傳統變電站自身局限性而出現的諸多問題，還可以提高站內管理效率與信息傳遞效率，進而使電力行業更好的與國際接軌，增強其競爭力。

參 考 文 獻

[1]李逸榮，夏紅軍，唐建民．數字化變電站技術淺析[J]．農村電氣化．2008（1）

[2]李強，黎洋，劉秋英．數字化變電站給繼電保護專業帶來的革新與挑戰[J]．電工電氣．2011（5）