数字化变电站自动化技术的应用探讨

郑国强

（天津长芦汉沽盐场有限责任公司,天津 300480）

所谓的数字化变电站即为在IEC61850标准平台的基础上，利用智能化一次设备与网络化二次设备分层共同构建而成的，能够有效实现智能电气设备之间的智能化与程序化操作以及信息共享的一种现代化变电站[1]。其有效弥补了传统电缆不能准确排查故障的缺陷，可以有效实现二次设备分层的网络化以及开关设备与互感器的智能化。

1 数字变电站的特点

1.1 一次设备的智能化

变电站被控制的操作驱动回路以及被检测的信息回路主要采取了光电技术以及微处理器设计，从而使得常规的机电式继电器与控制回路结构变得更加简单、易于操作。同时其也改变了传统的导线连接方式，而是采用数字公共信号网络与数字程控器，这样就会大大提升连接的可靠性与稳定性。在数字化变电站的二次回路中，信息传输的工具也由原来的电缆而被替换成光纤，其主要是由微处理器系统、电光元件、光纤系统与光学元件组建而成。信号传输的载体也由原来的电子而被替换为光子。而且由可编程序器替换了原来的继电器及与其逻辑回路。由光电数字替换了原来的强电模拟信号。

1.2 二次设备的网络化

数字化变电站的二次设备主要包括故障录波装置、测量控制装置、同期操作装置以及继电保护装置等等。这些设备都利用模块化以及标准化的微处理器设计构造而成的。各个设备之间都是选用高速度的网络通信连接起来，这样就能够利用网络实现资源与数据的共享，在此状态下，传统的功能装置也转变为逻辑的功能模块。

1.3 变电站运行管理自动化系统

此系统主要包含分流交换以及数据信息分层自动化，电力生产运行状态以及数据的记录与统计。在数字化变电站运行的过程中，一但出现故障问题，那么就可以立即输出故障的分析报告，详细地指出故障发生的原因及具体的处理意见。

而且此系统还可以将电站的设备检修报告自动地提供出来，从而实时地对设备状态进行检修，这样可以有效弥补“定期检修”的弊端，进而为管理阶层提供更加准确、综合与详细的数据，帮助其更加及时、有效地作出决策。

2 数字化变电站的结构

在通常状况下，变电站自动化系统在结构上主要分为逻辑结构与物理结构两种。物理结构主要包含智能化的一次设备以及网络化的二次设备。逻辑结构主要包含过程层、间隔层以及站控层三部分[2]。各部分内部及各部分之间均选用高速网络通信的方式，主要由占站级总线以及过程总线连接。

2.1 过程层

此层次主要有三个功能：功能一：检测电力运行过程中的电流、谐波分量、电压与相位等实时电气量。而电能量与有功等电气量主要是由间隔层设备完成计算操作；功能二：在线统计以及检测运行设备的状态参数，主要负责向上级报送机械特性、设备的工作状、温度以及压力等等参数；功能三:执行以及驱动操作控制。主要负责控制断路器及隔离开关的分合、控制直流电源的充放电等等。

2.2 间隔层

此层次主要包括故障录波系统、保护测控系统与其他IED设备等等。其主要负责控制与保护一次设备、优先地控制数据采集、控制命令的发出与统计运算等操作，可以对本间隔过程层的实时数据信息给予合理有效地汇总，并且还具有承上启下的通信功能等等。

2.3 站控层

此层次可以利用两集高速网络，实现对全站实时数据信息的汇总，从而实现对实时数据库的及时刷新。并且能够根据相关的规定，登陆到历史数据库中，向控制或者调度中心传输相关的数据信息，同时能够将中心的控制命令传递到过程层以及间隔层。而且能够在线维护过程层以及间隔层的各项设备，可以对设备参数的各项功能进行在线修改以及组态。此外，其还可对站内当地的情况进行实时监控，并且具有人机联系的功能。

3 数字化变电站自动化技术应用中的问题

尽管数字化变电站自动化技术具有多种功能，其能够有效实现信息资源的共享，大大提升测量的准确度，提升设备运行的稳定性以及可靠性，但是其也存在一定的问题，这也导致其全部功能无法得以充分发挥。

首先，在变电站自动化技术的研发与应用过程中还会存在协调力度不够、统一力度不强的问题。如在智能化电器的研究与开发过程中，必须要全面、有效地协调电、机以及光三者之间的关系。但是，目前我国在此方面做的还不够完善，仍旧存在协调力度不够的现象；其次，材料器件还不够完善。不能科学有效地试验兼容控制以及电磁干扰，而且对于试验仪器设备以及检测标准与手段还缺乏统一明确的标准。对于这些缺陷，都是在数字化变电站自动化技术应用中必须引起重视，并且要采取有效措施给予合理解决的。

4 结语

总而言之，数字化变电站自动化系统的出现，有效优化了电网运行方式，促进了自动化技术的广泛应用，大大提升了设备的稳定性以及可靠性。在未来，数字化变电站技术的发展应该是利用智能变压器以及光电式互感器等数字化一次设备，再借助其他智能电子设备，再通过合理地改良与创新，努力创建出一种智能变电站自动化系统，从而有效实现系统集成以及信息共享，并且实现变电站站内各个层次之间的无缝通信，进而保证变电站安全、稳定地运行。

[1]刘伟,郑伟洪.变电站自动化系统的数字化趋势[J].天津电力技术,2011,12(04):03-04.

[2]刘正道,郭大伟,王璐璐.数字化变电站技术应用[J].科技资讯,2011,09(04):67-69.