数字化变电站技术应用

　　摘 要:电力系统在现代经济发展中已占据非常重要的位置，经济发展的巨大变化越来越依赖于变电站自动化的发展情况。电力系统的发展在我国受到的关注很高，也获得了不小的成绩：为西部大开发和东部经济建设服务的"西电东送"， 三峡水利工程建设等。在数字化变电站发展过程中，尝试利用和完善关于灵巧型开关、电压互感器、在线检测设备的一次运行状态、光电式电流、运行变电站规程等的操作工作，组织人员开发和应用计算机高速网络的实时运用，数字化变电站先进技术的应用在今后将会变得非常重要。
　　关键词:数字化 变电站 技术应用
　　中图法分类号: TM6文献标识码 ：A文章编号：1674-098X(2011)2(a)-0000-00
　　
　　数字化技术的发展在现今信息化大潮中变得越来越重要。数字化技术的特性表现出来的就是：第一，数字计算机发展出数字化，并带动了软件技术的发展，也同时增强了智能技术；第二，多媒体技术开发出数字化，丰富了信息社会的内容。变电站原有的信息采集，传输，处理，输出过程都是由模拟信息操作的，现在的变电站由于建立了相适应的通信网络和系统通过数字化技术改造已经全部转换为数字信息。它的数字化改造表现在智能化的设备，网络化的通信模型、统一化的通信协议、自动化的运行管理等诸多方面。通过大石桥变电站的建成投产，并通过全数字化改造工程正式投入运行，我国首座集成数字化变电站各种数据采集、传输完备，运行可靠，系统平稳安全，技术全国先进，并在发达国际受到好评。
　　1 数字化变电站的技术应用和开发特点
　　（1）智能化设备的一次运行
　　采用微处理器和光电技术设计的设备中通过一次信号回路和被控制的操作驱动回路检测，这样即简化了原有的常规机电式继电器及控制回路的结构，也取代了传统的导线连接开始使用数字程控器及数字公共信号网络。变电站二次回路中常规的继电器和其逻辑回路被可编程控制器所代替，一般的强电模拟信号和控制电缆通过用光电数字和光纤来进行更换。
　　（2） 网络化设备的二次运行
　　变电站设备的二次运行常规来说都是由标准化、模块化的微处理机技术来设计制造的。一般的设备有电压无功控制、故障录波装置、量控制装置、远动装置、同期操作装置、继电保护装置、在线状态检测装置等，这些设备采用高速网络通信进行连接，只有通过网络才能实现二次设备的数据、资源共享。
　　（3）管理系统的自动运行
　　数字化变电站的运管系统先进性就在电力生产运行数据自动化，状态记录统计人性化；当变电站运行出现问题时，该系统可以快速地给出分析报告，分析问题起因，合适的处理方式；系统在问题解决以后能主动报告变电站的设备检修情况。
　　数字化通信在变电站内一次电气设备与二次电子装置的连接中是非常有效的通信平台，全站的数据建模及数据通信平台系统必须统一，在该平台上相互操作智能装置的可能性才能实现。全数字化通信管理也可以在一、二次设备之间建立有效的联系，如果短期内增加变电站内的智能装置数量，为了实现互操作性所以一定要采用统一的数据建模及数据通信平台。
　　
　　2 数字化变电站技术应用的内部结构
　　过程层的重要设备由远方I/O、智能传感器和执行器组成，工作重点是测量开关量和模拟量以及下达控制命令等有关一次设备的效能。间隔层的重要设备的工作是统计该间隔层即时的数据信息，保护和控制一次设备，操作该间隔层的关闭效能，让操作及其他控制功能能够有效的实现效能。站控层重要设备的工作重点是利用高速网络统计全部的即时数据信息，更新现有的数据库，对历史数据库加以有效利用，并按内部的规程将相关数据信息发送到总控制室，接收分配或控制室的相关操作决定并交由间隔层、过程层来具体施行。
　　过程总线通信指的是过程层与间隔层之间利用交换式以太网的串行通信方式，站级总线通信指的是间隔层与变电站层之间的串行通信方式。
　　
　　3数字化变电站技术应用中还待解决的问题
　　对数字化变电站自动化系统的应用研究在我国才刚刚起步，现在正集中全力研究过程层方面的技术难题，像光电互感器、智能化开关设备、状态检测等设备研究与技术开发。现在还有不少问题没有解决：一是，研究开发过程中的相互协作不够统一协调困难，像在智能化电器的研究上需要机、电、光三个专业互相协调统一行动。二是，材料器件方面存在一定的不足，电磁干扰与兼容控制的试验能力不足，试验设备、测试方法、检验标准还没有一个明确的标准。
　　
　　4 数字化变电站技术应用的前景
　　数字化变电站技术应用不是一个短期的项目，要将现今的常规变电站技术的兼容性考虑在内，才能有可持续的发展。
　　（1） 过程层一般设备连接方案
　　过程层一般设备指的是互感器和断路器，实际正常情况下运用先进的互感器技术和智能断路器技术，或智能控制断路器的技术。一般设备的连接方式有一下三种：一般互感器和一般断路器；一般互感器和智能断路器；先进互感器和一般断路器。
　　（2）过程总线连接方案
　　在第二个时期将合并前端控制和采集数据的通信系统，合并控制和测量数据使间隔接线变得比从前简单，可是也要用两个以太网口来连接间隔层IED设备与过程总线和变电站总线。合并单元的数字化电气量测系统的瞬时值传送来了以后，反映出更快于第一个时期的通信方式。由于这个因素的影响所以使用100 Mbit／s以太网，并由过程总线保护装置的关闭指令被发送到断路器。
　　（3）合并过程总线和站总线的连接方案
　　由于以太网发展快速和第一 、第二时期中过程总线和变电站总线使用基于MMS应用层通信堆栈的以太网的效果，通信网就此构成并由变电总线来联接，并使得变电站内部的通信更加快捷。
　　
　　5 结束语
　　文章详细描述了数字化变电站技术应用的特征、结构及其前景。数字化变电站技术的应用可以兼容常规变电站的技术，这象征着数字化变电站应用技术的发展可以依靠现有变电站自动化技术的基础上进行突破和创新，这样能使新技术的应用有效的促进电网的整体健康发展，今后数字化变电站应用技术将一定会在新的数字化电网上得到实现。
　　
　　参考文献
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