智能变电站二次技术需求及RTDS仿真系统作用

姚远忠

摘 要：本文主要阐述了智能电网的概念及其建设现状，并以此为依据分析了建立于IEC61850标准化基础上的电网次设备技术需求的趋势，于此方案中提出了适当超前发展 RTDS实时数字仿真仪（ Real Time Digital Simulator），等一些仿真能力于测试中的应用案例来阐明确保变电站二次技术安全顺利实施的设想。

关键词：智能电网；变电站；IEC61850；二次技术

中图分类号：TM63 文献标识码：A

电网建设作为我国一项经济基础建设，在政府的支持下得以不断的发展，实现智能电网的全面覆盖化也已经成为了一种可能。所谓智能电网是指依托于数字信息基础和自动控制技术实现发电、输电、配电、储能和用电等环节均可进行信息双向交流，以优化电力生产和输送的一种电力系统。实现智能电网的全面覆盖无疑是电力建设的未来发展愿景之一，不仅可以加强电力传输的安全性和便捷性，还可通过强化电力传输以增强电力的应用效果。

一、变电站二次技术需求趋势解析

要想对面向智能电网愿景的变电站二次技术需求进行分析，必须了解变电站二次技术需求的主要趋势。智能电网建设作为一种较为先进的电力技术总体框架，主要包含了四大电力系统，它们主要是一次设备电力系统、 二次设备电力系统、超导电力系统和智能化电力系统。下文主要探讨了于我国电力建设发挥在那的基础上，结合我国、本地器电网工程建设和实际供应需求，对相关的技术予以研究，提高电网试点机构以及推广应用。

（一）建立在 IEC61850 标准化基础上的设备趋势

传统的变电站的建设配置原理主要是依据一次主设备进行间隔配置，主要包含继电保护系统、自动化电力设备以及状态监测系统。依托于这些配置，变电站于运行过程中能够促进电力设备的运行，很大程度上简化了运行过程和停电检修。 随着技术和设备的不断更新换代，IEC61850 作为新标准开始应用于智能电网的建设，应用于该项技术，不仅加快了变电站的标准化建设，更是加速了基于各类二次设备进行科学建模和通信建设的信息交互进程，这样于第一次在变电站内便完成的统一信息交互过程中，二次设备融合也发展成为一种趋势。这样的全面融合是一种整个变电站内面向应用各类二次设备的融合，在应用过程中，该技术将电子式互感器及合并单元均悉数引入变电站的建设配置中以实现采样环节的融合，而将智能操作箱引入其中则使开关量采集以及控制输出环节该两程序的融合成为了可能。二次设备的融合应用将该技术的应用领域推及至更大范围，但是为推动单个保护装置或测控单元的合并使用提供坚实基础，为数据的开发准备了必要的条件。

（二）建立在站内高速局域网上的功能分布以及重构趋势的发展态势

一般情况下，在现有变电站的建设过程中，多将太网通信方式运用于监控系统及故障信息系统内部，旨在通过太网的物理技术及通用型交换机形成满足变电站应用需求的功能分布局势。常规情形下，太网物理基础为100M 网络及上述所言的通用型交换机。而建立100M 网络首先应当具备数字化变电站，对于数字化变电站的建立，尤其需要应用到IEC61850-9-2 的采样值传输技术，而后通过带宽计算以满足变电站应用需求，但是于电网中，现有的采样值传输技术难以满足变电站应用的需求。故而针对如此，就需要对系统进行进一步强化，选用SV报文信息的优先级传输技术及高端交换机。在电网建设过程中，随着拖入成本的降低，100M 网络以及工业级交换机的价格不断下降，价格的低廉性造成机器使用范围的不断扩大，变电站内的通信将逐步过渡到一个完整的以太网架构上来，由此通信架构的变化功能分布状态是符合电网通信构架分布的，为电网通信构架分布和重构提高了可能性和可行性，大大降低了变电站建设和最终投入运营的成本。在此过程中，也对数字化变电站提出的更高要求，即一次设备智能化，二次设备小型化网络化，自治自愈能力、智能保护等。

（三）建立在电力调度数据网上的变电站功能的提升趋势

最近几年基于我国对于电网建设规模的不断扩大，不仅为我们呈现出了无人值班的变电站和集控中心，并且实现了驱动调度端 EMS 系统的进一步完善和健全。现今EMS 系统系统更为关注图形、 模型库等的建设和复用，并以此为基础不断加强对整个电网自动化系统技术方面的分析和解析，以期可以更为全面的保障系统运行效果，实现全自动的识别和监控系统的建设和应用。

IEC61850 面向对象的建模规定实现了信息的交互，不过却存在无法解决电力系统中信息的维护工效的缺陷，因此逐步推崇基于AGENT技术（Agent技术的研究起源于分布式人工智能，模拟人类的行为和关系、具有一定智能并能够自主运行和提供相应服务的程序。）的综合自动化系统成为了提高电力系统应用水平亟待解决的课题之一。

二、设备和技术的发展引入测试需求

RTDS的实时数字仿真系统在电网设备式样中的运用是比较广泛的，主要运用在电网二次设备的测试当中。RTDS实时数字仿真系统在数字化变电站和智能化电网当中都发挥了很大的作用。RTDS实时数字仿真系统主要对三个部分进行了测试。第一个部分是设备模型测试，科学技术不断发展，很多新型的电网设备也不断完善，比如电流限制器等。实时数字仿真系统要首先建立起近似度比较高的等值模型，然后在新型设备试验中进行保护原理的验证和电网设备的防护。第二个部分是数字化测试，在数字化变电站当中，存在二次设备，因为其功能是不断分化的，所以不断对试验量的输出和输入方式进行改善，要采用网络接口卡，进行传统测试模式到数字化测试模式的过渡。第三个部分是提升功能的技术测试，很多二次设备功能都在不断提升，比如主机保护功能、测控系统控制功能等。实时数字仿真系统在测试中也要完成相应的功能变化。

结语

综上所述，随着二次技术和设备的进一步进展，将RTDS 技术应用于电网二次设备的动模试验等测试系统中，将会促进实现智能化变电站建设。随着相关人员的对变电站二次技术的不断探讨，设备研发人员一定能研发出促进电网长期发展的电力设备。

参考文献

[1]李乃湖，倪以信，孙舒捷，等.智能电网及其关键技术综述[J].南方电网技术，2010（03）.

[2]何成林.关于智能电网变电技术与二次系统的探讨[J].大科技，2014（24）.