數字化變電站智能系統的應用與優化

王慶旺 李征

（唐山供電公司，河北唐山 063000）

數字化變電站智能系統的應用與優化

王慶旺 李征

（唐山供電公司，河北唐山 063000）

當今社會，科學技術在蓬勃發展，計算機網絡技術已被廣泛運用于人們的日常生活以及電力事業中。數字化變電站智能管理系統的廣泛應用，彌補了以往傳統的變電站管理系統，促進了我國電力事業的進一步發展。文章對數字化變電站的概念進行闡述，并與傳統變電站進行對比，通過調查數字化變電站智能管理系統的應用情況，提出進一步優化數字化變電站智能管理系統的有效策略，從而促進我國電力事業的蓬勃發展。

數字化變電站 智能管理系統 優化策略

隨著光電式電流電壓互感器、智能化開關、變電站運行操作培訓仿真等技術的運用、通信網絡和系統標準IEC61850正式頒布。以上技術的成熟與進步，必然對現有的變電站自動化技術產生深遠的影響，為數字化變電站的智能系統管理平臺的建立奠定了堅實的基礎。然而，目前關于數字化變電站的發展方向，國內長期以來尚缺乏清晰的概念與發展思路。因此，探討新時期我國數字化變電站的建設與發展方案是一項十分重要的課題。

1 數字化變電站概念及特點闡述

1.1 數字化變電站的涵義

數字化變電站建立在符合國際標準的IEC 61850通信規范基礎之上，由智能化一次設備與網絡化二次設備按過程層、間隔層、站控層三層結構體系分層構建。數字化變電站內的所有信息采集、處理、傳輸、輸出過程由過去的模擬信息完全轉換為數字信息，由此建立與之相適應的通信網絡與系統，進而實現信息共享與設備合作的現代化管理要求。

1.2 數字化變電站與傳統變電站的比較

（1）一次設備智能化；一次設備被控制的操作驅動回路與被檢測的信號回路采用光電技術設計與微處理器，數字公共信號網絡以及數字程控器取代了過去使用的導線連接；光電數字技術與光纖取代了常規的控制電纜與強電模擬信號，可編程序取代了二次回路中傳統使用的繼電器與相關邏輯回路，進而優化了傳統機電式繼電器與控制回路的結構［ 《智能變電站技術導則》，2005年版］。（2）二次設備網絡化；二次設備之間的連接完全改用高速的網絡通信，傳統功能裝置重復的I/0現場接口被徹底替代。（3）管理系統自動化；變電站運行管理系統中的數據分流交換與信息分層實現自動化；電力生產運行數據、狀態記錄、數據統計實現無紙化；變電站運行發生故障時，系統能夠即時提供故障分析報告，分析故障原因，制定處理故障的方案；系統能夠自動分析并得出設備的檢修報告，將傳統的設備“定期檢修”轉變成更加高效的“狀態檢修”。

2 系統建設可行性分析

2.1 社會效益分析

數字化變電站采用光電互感器及光纖，不需要油介質，基本上不消耗能量，對環境無污染，同時節省了銅資源的消耗；簡化了二次接線，減少自動化設備數量，減少設備的退出次數與退出時間，避免信號傳輸與處理帶來的附加誤差，提高系統的可靠性；設備具有相互操作性，提高保護、測量與計量系統的精度，減少了操作時間，方便設備的維護與更新，提高了工作效率，同時也便于變電站的擴建及自動化系統的擴充。

2.2 安全性能分析

常規變電站傳輸模擬信號不能采用光纖技術，使用的電纜感應電磁干擾與一次設備傳輸過電壓都可能引起二次設備運行異常，導致二次回路接地點的狀態無法實時檢測。數字化變電站一次設備與二次設備之間使用光纖通信。由于采用光電互感器，電磁干擾與傳輸過電壓失去了影響二次設備的途徑，而且也沒有二次回路2點接地的可能性，不存在電流互感器二次開路或電磁式電壓互感器二次短路帶來的危險，實現了電力信號的徹底隔離，從根本上解決了傳輸通道的抗干擾等安全問題，滿足了電力系統環保、節能、安全的要求。

2.3 經濟效益分析

數字化變電站采用數字式及光纖電表，相對于常規電能表要更加精確，不存在模擬傳輸損耗造成的二次壓差及電度表本身的采樣誤差；除電源回路外，只有相應的二次邏輯回路，光纜的維護量較之電纜的維護量大幅減少，管理更加簡單，維護更為方便；建設過程中光纖光纜價格低廉，減少控制電纜數量，降低了光電互感器的綜合使用成本，實現信息在運行系統與其他支持系統之間的共享，實現減少重復建設與建設投資，在整體上減少了變電站壽命周期內的總體成本。

3 傳統變電站存在的不足

3.1 智能化新技術應用適應性差

隨著計算機網絡技術的飛速發展，與變電站自動化管理系統相關的通信、嵌入式應用等技術的更新速度比變電站自動化系統的更新速度要快很多。但是，由于常規變電站還不能很好的達到互操作性與信息的有效共享，導致現有的變電站自動化系統設備部分更新時需要付出相當的的附加成本。

3.2 建模的差異使信息難以共享

由于對變電站自動化系統、變電站與控制中心之間的通信以及控制中心層面不同應用之間缺乏統一的建模規范。不同應用之間的缺乏統一的通信標準，設備接口不規范，規約需要轉換，設備間不具有“互操作性”，從變電站自動化系統收集的各種信息在向控制中心進行傳遞與控制中心不同應用之間的共享這兩個層面都存在一定的障礙，無法實現共享系統信息。

3.3 建設投資與資源利用的矛盾

當電力系統的運行需要在有效性與可靠性之間權衡選擇時，無論是操作或是設計，都偏向于降低有效性以確保系統的可靠性。為保留足夠的穩定裕度，又不能充分發揮現有資源的作用。每增加以此二次功能，就需要增加相應的二次設備與電纜，造成信息重復采集，設備種類繁多。這就無法有效地保證實現可靠、穩定、安全、高效、環保的系統的運行。

4 結語

綜上所述，數字化變電站智能管理系統的建設是一個長期的系統工程。擁有系統技術創新、管理觀念更新的數字化變電站智能管理系統，提高了電力系統的經濟效益、社會效益與安全保障，也在很大程度上提高了系統的自動化水平。建立數字化變電站智能管理系統是電力系統現代化發展的必然趨勢。因此要實現建立數字化變電站智能管理系統這一目標，還有許多技術問題需要我們不斷地探索與研究。隨著技術的進步，以及管理觀念的更新，相信我國的我國的電力事業將會取得更長遠的發展。

［1］張文力.淺談數字化變電站的應用［J］.中小企業管理與科技（上旬刊），2011（7）.

［2］王元冬，王付衛.數字化變電站自動化技術淺析［J］.云南電力技術，2008（6）.