数字化变电站综合自动化系统的发展

王爱

摘 要：近年来，新能源发电技术突飞猛进地发展。但因为新能源丰富地区的地理位置和环境差异，能源很难集成发挥作用。新能源的发电电源和单位量不稳定。因此要确保电力供需平衡、供应稳定，既要有安全的电力设备，也要有准确的运营渠道。做这些都要有数字化的监视、通信和管理体系来保证电网的自动化系统运营。因此，文章指出，数字化变电站是非常重要的一环，将数字化变电站的二次设备通过计算机实现资源共享的综合系统化系统是构建未来电网的重要阶段。

关键词：数字化;变电站;自动化

0 引言

数字化变电站是将信息进行收集、传递、办理、输出等全过程完整智能化。其中综合自动化系统就是将变电站的二次设备经网络通讯以及功能重组和协调、对自动操作、計量、经营的一种综合性自动化信息共享系统。因此我们看来，数字化的变电站使得设备更加简单、高效、可靠，更易于运营和处理，很大程度上减少了变电站的建设和保护费用，也就是使得电网更加稳定牢靠和安全可以被测定。

1 数字化变电站在新时代的发展

从最初的传统变电站到现在的智能化变电站，当前主要是进行传统变电站智能化和数字化改造工作，而这些智能化变电站却并没有经历实际工程建设和技术革新。很难把数字变电站与智能变电站的界限分明地区隔开来，因为本身二者都并没有特别明确的定义，本质上都是通过使用互联网、信息技术来对变电站进行相关的技术和改造，而这些信息技术对于变电站的应用则是一个循序渐进、逐步发展和完善的过程。

现在，普通变电站的数字化改造正在进行中，智能电网的建设已经成为一个不可阻挡的智能潮流。在这一浪潮中，有许多新的成果，新技术如雨后春笋般出现。但是，同时也出现了很多新难题。例如，作为初阶设备智能化标准的专家诊断体系，还需要不断研发，实现设备状态诊断的智能数字化。另外，还没有讨论互感器的实际寿命，特别是内置传感器对主装置本身的不可估量的影响、监视量的分布以及传感器的布局。不久的将来，强大、可靠、令人信任的数字电网必将成为推动经济社会发展的支柱。

国家电网公司数字化变电站的定义是，所谓数字化变电站，是指将变电站的一、二次设备作为数字化对象，以高速网络通信平台为基础，将数字化信息标准化，实现站内外的信息共享和相互操作，实现网络以文字数据为基础，实现测量监视、控制保护、信息管理等自动化功能的变电站。不仅仅是变电站的智能化，整个电网的智能化也是发展的趋势。能源合作、大数据、AI、先进的信息通信技术和电力网的融合发展不断深化[1]。

变电站数字化的发展有效缓解了大部分地区的供电压力，确保了许多工程用电的需求，为全国经济发展提供了可靠的电力保障。

2 数字化电站综合自动化运行管理系统的优点

变电站的操作管理自动化系统中，电力生产运行数据、状态记录都将得到有效地分析和处理。数字信息划分、分流转换自动处理、变电站运行发生故障时，应立即进行调查，并提供故障分析报表，指出出错原因，提出相关的解决办法。而自动化系统可以自动发出变电站临时出错的检验报告，这是它的一项强大功能。简而言之，数字化变电站使设备更加简约，安全性更高，更容易操作处理，在应急处理和调查分析方面要更省时省力，有效地节省了人力财力，紧跟时代步伐[2]。

通过上述分析来看，创新型开关、传感器及新型控制技术的使用，大规模削减了设备的使用，减少了变电站的占地面积，简化了布线，提高了从下层到变电站整体的效率和可靠性。为此，文章总结了数字化变电站系统的优点。

2.1 高性能

相同规模统一手段进行操作处理，不用其他设备来运行转换，这样就变得高效，间接降低了人工操作难度和二次研发、维护难度，体现出强高的性能。

数字信号通过信号传输避免了电缆的电磁干扰，既减少了传输运转时间，也使传输过程变得简便。传输和处理过程中不会人工处理的失误，提高了计量性能和准确率。

2.2 高安全性

（1）光互感器的运行避免了油与sf6互感器的泄漏问题，大大减少了运行维护工作量，解决了漏油这一难题，提高了其安全性。

（2）光互感器的高压低压的相互运转，电流互感器的二次诊断、电压互感器的二次供应又解决了人工和设施的问题，安全性又得到了提高。

（3）采用高安全性和高处理性的光缆，而不是旧式的电缆，有效避免了旧式电缆线松动、故障、短路的危险，提高了数字化变电站整体运行和人工操作的安全水平。

2.3 高可靠性

数字化设备具有自动检测功能，数据没达标可以自行判定网络障碍和互感器故障并发出提示，提高了运行的可靠性，减小人力，减轻相关人员工作量[3]。

2.4 高经济性

（1）采用光缆而不是旧式电缆，降低相关成本。另一方面，将省下来的费用投入数字科技化，增加数字化发电站设备数量，提升工作量，制造更大的经济成本。

（2）实现信息共享，兼容性高，容易增加功能和扩大规模，减少变电站投资成本。

（3）光互感器采用固体绝缘，无泄漏问题，降低了停止检查成本。

（4）光缆和自动化的操作运行对环境影响较小，既节约了资源，又减少了相关环保费用。

3 数字变电站配置综合自动化系统的缘故

小型的开闭所的话，仅仅几条出线就不需要综合自动化系统，但是需要手工操作。人员成本比综合自动化系统的成本要高得多。

现在除了一部分工厂内部用的小型变电站以没有配备综合自动化体系以外，大部分其他大的变电站基本上都会安装有综合自动化系统。因为它可以将所有的警告信息、事故信息集中展示在一台电脑上，远处的遥控器分开关、管理电力负荷报告书、调查历史记录等。系统功能非常多，但其核心思想是集中监视。

另外还有一个优点是，根据综合自动系统的远程部分，将多个变电站的设备信息集中在一起进行管理，进而释放人力。此功能和保护设备的功能不同，同时也很重要。

首先，这种综合处理自动化系统英文名叫SCADA，它的用途很广，实际上这一套系统应用涉及的行业和领域非常大，只要有变电所的地方都会有它的存在。机能、机械、线缆、物流等，不过一般习惯性的在前边加一个P，也就变成PSCADA，称为变电所综合自动化系统。

最主要的作用还是统一监控，统一管理，方便监管巡视人员的日常工作。同样的，变电所出现电力故障时，如果各设备统一接入PSCADA，故障很容易定位某个设备，否则，就会过于麻烦。

引起电网故障和异常运行的因素非常复杂，而且这一阶段非常迅速，不能及时判断或处理时，不仅威胁到人身和设备的安全，还会损坏电网，造成长时间停电，给国民经济造成严重损失。为此，必须加强调度自动化手段，加强安全性和可靠性，提供事故处理对策和相应的监控手段，及时处理不可避免的事故，避免或减少类似事故造成的重大损失。

众所周知，地铁的运转行为主体通常都会联想到是列车和乘客，也就是意味着所有的设备、地铁工作人员核心服务目标都是“运输”。所以，电力这个版块也是在其中充当了一定的作用。

负责地铁调度的中心工作人员们为了保障“运输”的顺畅，需要及时地掌握全系统内的电力供应状态。而地铁调度大厅本身就是一个集中监控场所，如何将分布在全线各处的电力设备的状态纳入这一集中监控中，实际上就是一个将PSCADA纳入综合监控系统ISCS中的接口行为。

在这一行为里，PSCADA是不可或缺的，它不仅仅是服务于电力专业的工作人员，更服务于中心的那些“全局掌控者”，这也是为什么要配备自动化系统的原因。

4 结语

自动化设备的主要目的是集中监视现场设备的运行情况，减少设备维护的人工费。自动化变电站整套体系已经成为我国电力系统的构成环节，为整个电力系统的运行提供安全保障。变电站自动化系统本身具有较好的监测控制和协调运行特点，能高效运行电网，并且降低了人力物力，减少了成本，同时大大满足用户的基本电力需求。近年来，国家努力抑制和减少因变电站事故造成的不良影响，是变电站自动化系统发展的重要方向之一，为了有效防止事故发生，各部门需要不断加强对变电站运行原理、理论知识，并且相关结构的相关人员的认识和学习有必要制定更完善的改进方案，提高设备、自动化变电站系統处理安全性，加快改造和发展，构建未来新电网。由此可见，变电站自动化综合技术被大力推广应用，并成为我国电力系统技术改造和进步的重点之一。

[参考文献]

[1]朱庆洋.富村变电站综合自动化系统改造方案设计及效益分析[D].北京：华北电力大学，2016.

[2]蒋昌义.数字化变电站自动化系统发展中的主要问题探讨[J].科学中国人，2015（33）：21.

[3]魏明杰.数字化变电站综合自动化系统的问题分析及处理建议[J].中小企业管理与科技，2015（5）：214-215.

（编辑 傅金睿）