數(shù)字化變電站自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用探討

鄭國(guó)強(qiáng)

（天津長(zhǎng)蘆漢沽鹽場(chǎng)有限責(zé)任公司,天津 300480）

所謂的數(shù)字化變電站即為在IEC61850標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，利用智能化一次設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備分層共同構(gòu)建而成的，能夠有效實(shí)現(xiàn)智能電氣設(shè)備之間的智能化與程序化操作以及信息共享的一種現(xiàn)代化變電站[1]。其有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)電纜不能準(zhǔn)確排查故障的缺陷，可以有效實(shí)現(xiàn)二次設(shè)備分層的網(wǎng)絡(luò)化以及開關(guān)設(shè)備與互感器的智能化。

1 數(shù)字變電站的特點(diǎn)

1.1 一次設(shè)備的智能化

變電站被控制的操作驅(qū)動(dòng)回路以及被檢測(cè)的信息回路主要采取了光電技術(shù)以及微處理器設(shè)計(jì)，從而使得常規(guī)的機(jī)電式繼電器與控制回路結(jié)構(gòu)變得更加簡(jiǎn)單、易于操作。同時(shí)其也改變了傳統(tǒng)的導(dǎo)線連接方式，而是采用數(shù)字公共信號(hào)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字程控器，這樣就會(huì)大大提升連接的可靠性與穩(wěn)定性。在數(shù)字化變電站的二次回路中，信息傳輸?shù)墓ぞ咭灿稍瓉?lái)的電纜而被替換成光纖，其主要是由微處理器系統(tǒng)、電光元件、光纖系統(tǒng)與光學(xué)元件組建而成。信號(hào)傳輸?shù)妮d體也由原來(lái)的電子而被替換為光子。而且由可編程序器替換了原來(lái)的繼電器及與其邏輯回路。由光電數(shù)字替換了原來(lái)的強(qiáng)電模擬信號(hào)。

1.2 二次設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化

數(shù)字化變電站的二次設(shè)備主要包括故障錄波裝置、測(cè)量控制裝置、同期操作裝置以及繼電保護(hù)裝置等等。這些設(shè)備都利用模塊化以及標(biāo)準(zhǔn)化的微處理器設(shè)計(jì)構(gòu)造而成的。各個(gè)設(shè)備之間都是選用高速度的網(wǎng)絡(luò)通信連接起來(lái)，這樣就能夠利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)資源與數(shù)據(jù)的共享，在此狀態(tài)下，傳統(tǒng)的功能裝置也轉(zhuǎn)變?yōu)檫壿嫷墓δ苣K。

1.3 變電站運(yùn)行管理自動(dòng)化系統(tǒng)

此系統(tǒng)主要包含分流交換以及數(shù)據(jù)信息分層自動(dòng)化，電力生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)以及數(shù)據(jù)的記錄與統(tǒng)計(jì)。在數(shù)字化變電站運(yùn)行的過(guò)程中，一但出現(xiàn)故障問(wèn)題，那么就可以立即輸出故障的分析報(bào)告，詳細(xì)地指出故障發(fā)生的原因及具體的處理意見。

而且此系統(tǒng)還可以將電站的設(shè)備檢修報(bào)告自動(dòng)地提供出來(lái)，從而實(shí)時(shí)地對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行檢修，這樣可以有效彌補(bǔ)“定期檢修”的弊端，進(jìn)而為管理階層提供更加準(zhǔn)確、綜合與詳細(xì)的數(shù)據(jù)，幫助其更加及時(shí)、有效地作出決策。

2 數(shù)字化變電站的結(jié)構(gòu)

在通常狀況下，變電站自動(dòng)化系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上主要分為邏輯結(jié)構(gòu)與物理結(jié)構(gòu)兩種。物理結(jié)構(gòu)主要包含智能化的一次設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備。邏輯結(jié)構(gòu)主要包含過(guò)程層、間隔層以及站控層三部分[2]。各部分內(nèi)部及各部分之間均選用高速網(wǎng)絡(luò)通信的方式，主要由占站級(jí)總線以及過(guò)程總線連接。

2.1 過(guò)程層

此層次主要有三個(gè)功能：功能一：檢測(cè)電力運(yùn)行過(guò)程中的電流、諧波分量、電壓與相位等實(shí)時(shí)電氣量。而電能量與有功等電氣量主要是由間隔層設(shè)備完成計(jì)算操作；功能二：在線統(tǒng)計(jì)以及檢測(cè)運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)，主要負(fù)責(zé)向上級(jí)報(bào)送機(jī)械特性、設(shè)備的工作狀、溫度以及壓力等等參數(shù)；功能三:執(zhí)行以及驅(qū)動(dòng)操作控制。主要負(fù)責(zé)控制斷路器及隔離開關(guān)的分合、控制直流電源的充放電等等。

2.2 間隔層

此層次主要包括故障錄波系統(tǒng)、保護(hù)測(cè)控系統(tǒng)與其他IED設(shè)備等等。其主要負(fù)責(zé)控制與保護(hù)一次設(shè)備、優(yōu)先地控制數(shù)據(jù)采集、控制命令的發(fā)出與統(tǒng)計(jì)運(yùn)算等操作，可以對(duì)本間隔過(guò)程層的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息給予合理有效地匯總，并且還具有承上啟下的通信功能等等。

2.3 站控層

此層次可以利用兩集高速網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)全站實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息的匯總，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的及時(shí)刷新。并且能夠根據(jù)相關(guān)的規(guī)定，登陸到歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中，向控制或者調(diào)度中心傳輸相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，同時(shí)能夠?qū)⒅行牡目刂泼顐鬟f到過(guò)程層以及間隔層。而且能夠在線維護(hù)過(guò)程層以及間隔層的各項(xiàng)設(shè)備，可以對(duì)設(shè)備參數(shù)的各項(xiàng)功能進(jìn)行在線修改以及組態(tài)。此外，其還可對(duì)站內(nèi)當(dāng)?shù)氐那闆r進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并且具有人機(jī)聯(lián)系的功能。

3 數(shù)字化變電站自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用中的問(wèn)題

盡管數(shù)字化變電站自動(dòng)化技術(shù)具有多種功能，其能夠有效實(shí)現(xiàn)信息資源的共享，大大提升測(cè)量的準(zhǔn)確度，提升設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性以及可靠性，但是其也存在一定的問(wèn)題，這也導(dǎo)致其全部功能無(wú)法得以充分發(fā)揮。

首先，在變電站自動(dòng)化技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用過(guò)程中還會(huì)存在協(xié)調(diào)力度不夠、統(tǒng)一力度不強(qiáng)的問(wèn)題。如在智能化電器的研究與開發(fā)過(guò)程中，必須要全面、有效地協(xié)調(diào)電、機(jī)以及光三者之間的關(guān)系。但是，目前我國(guó)在此方面做的還不夠完善，仍舊存在協(xié)調(diào)力度不夠的現(xiàn)象；其次，材料器件還不夠完善。不能科學(xué)有效地試驗(yàn)兼容控制以及電磁干擾，而且對(duì)于試驗(yàn)儀器設(shè)備以及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)與手段還缺乏統(tǒng)一明確的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于這些缺陷，都是在數(shù)字化變電站自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用中必須引起重視，并且要采取有效措施給予合理解決的。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，數(shù)字化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的出現(xiàn)，有效優(yōu)化了電網(wǎng)運(yùn)行方式，促進(jìn)了自動(dòng)化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，大大提升了設(shè)備的穩(wěn)定性以及可靠性。在未來(lái)，數(shù)字化變電站技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該是利用智能變壓器以及光電式互感器等數(shù)字化一次設(shè)備，再借助其他智能電子設(shè)備，再通過(guò)合理地改良與創(chuàng)新，努力創(chuàng)建出一種智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，從而有效實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成以及信息共享，并且實(shí)現(xiàn)變電站站內(nèi)各個(gè)層次之間的無(wú)縫通信，進(jìn)而保證變電站安全、穩(wěn)定地運(yùn)行。

[1]劉偉,鄭偉洪.變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)字化趨勢(shì)[J].天津電力技術(shù),2011,12(04):03-04.

[2]劉正道,郭大偉,王璐璐.數(shù)字化變電站技術(shù)應(yīng)用[J].科技資訊,2011,09(04):67-69.