中國圖書館分類號:TM76文獻識別碼:A
用1實現數字化變電站的意義
變電站自動化技術經過十幾年的發展已經達到壹定水平，在壹定程度上提高了電網建設的現代化水平，增強了輸配電和電網調度的可靠性。然而，傳統的變電站自動化系統仍然存在以下問題:
互操作性問題
由於不同廠家的變電站自動化系統采用的通信技術和協議不同，產品之間缺乏互操作性，導致集成和維護成本增加，降低了系統的可靠性。
電磁變壓器的問題
傳統變壓器存在鐵芯飽和、暫態特性差、體積龐大等缺點，難以滿足現代自動化技術的需要。
傳統壹次設備的問題
目前，大多數變電站沒有安裝狀態監測設備。由於缺乏壹次設備狀態監測信息，通常只能采取計劃維修，無法實現狀態維修。同時，非智能斷路器設備無法實現根據波形控制合閘角和在線監測的功能。
有線電視投資、運營和維護成本高。
數字化變電站成功解決了上述傳統變電站存在的問題，是電力系統發展的必然趨勢，是通信技術、信息技術和計算機技術發展的必然結果。IEC61850標準和數字化技術在變電站的全面推廣應用將是解決這些問題的關鍵。目前，國際電工委員會TC57工作組制定了壹系列標準——IEC 61850，為變電站自動化系統提供了統壹的平臺和標準框架。隨著電子式電流、電壓互感器的成熟，壹次運行設備的在線狀態檢測，變電站運行的培訓和模擬，以及計算機高速網絡在實時系統中的發展和應用，必將對現有的變電站自動化技術產生深遠的影響，全數字化變電站自動化系統將很快得到廣泛應用。通過數字化變電站技術的研究和實施，提高了變電站自動化系統和整個電網的技術水平和安全穩定運行水平。
當前，我國正在大力建設創新型國家，國家電網公司成為國家“創新型試點企業”。國家電網公司高度重視科技進步和自主創新，將其作為公司和電網發展的戰略支撐，努力掌握壹批具有自主知識產權的關鍵技術和核心技術，占據世界電力科技發展制高點，積極發揮能源科技創新引領作用，服務創新型國家建設。數字化變電站在各方面都符合科技進步和自主創新的要求。首先，在技術儲備方面，近年來IT技術和通信技術的突破性進展，從技術和經濟的角度使數字化變電站成為可能。智能電氣設備的發展，特別是智能斷路器、電子式互感器等智能機電設備的出現，使變電站進入了數字化發展的新階段。其次，在發展水平上，國外企業對數字化變電站的研究、試驗和項目推廣剛剛起步，尤其是國內對ECT/EPT和變電站自動化的研究並不落後於國外企業。可以說，實現數字化變電站是建設創新型電網的要求，也是中國電力工業追趕國際水平的機遇。
通過數字化66kV變電站的建設和研究，提出了適合中國電網結構和運行方式的完整的66kV數字化變電站系統方案，將對鞍山乃至整個遼寧電網的數字化建設產生積極的影響。
數字化變電站的意義及關鍵技術
數字化變電站技術是指基於IEC61850標準，為全站建立統壹的數據模型和數據通信平臺，實現站內壹次設備和二次設備之間的數字化通信，為全站統壹配置保護和自動化功能。
其主要特點包括:
——基於IEC61850的全站統壹數據模型和通信服務平臺；
-智能初級電氣設備；
-基於全站統壹時間服務的網絡化二次設備。
我們認為實現“數字化變電站”的關鍵技術包括以下幾點:
●IEC61850的架構
●所有站功能的統壹配置
●集成功能系統控制器
●通信網絡架構
●電子式電流/電壓互感器
●智能壹次設備
●全站統壹授時系統。
數字化變電站的基本內容
對數字化變電站上述要求的分析表明，壹個完整的數字化變電站方案應包括實現所有符合IEC61850標準的壹次和二次系統。壹般可分為以下幾個部分:
主要部分
●變壓器
●開關和閘刀開關
● DC系統等。
次要部分
二次系統在邏輯上可分為過程層、間隔層和變電站層，結構如圖1所示:
●硬件設備
為實現圖1所示的邏輯功能，二次系統設備包括:
A.電子變壓器和合並單元
B.變壓器智能單元
C.開關和斷路器控制器
D.DC系統的智能單元
E.符合IEC61850標準的系統控制器。
F.監控主機(操作員站、工程師站)
G.遠程主機
H.打印服務器
壹、光纖通信用工業以太網交換機和光端機
●軟件系統
軟件系統采用跨平臺結構設計，可選擇windows、Unix和linux操作系統。數據庫結構是按照IEC61850模型定義和實現的，所有程序都支持IEC61850模型。系統集成工程工具為工程師或用戶提供完善便捷的配置、測試和維護手段，包括系統配置、實時庫管理、模型、通信壹致性測試、SCL配置文件和參數化管理。
●站內通信網絡
系統應基於網絡交換以太網技術，站級總線采用星型光纖10M/100M以太網，組網方式為VLAN虛擬以太網，具有自愈功能。選用星形光纖100/1000Mb以太網作為過程總線，防止實時信息在網絡上發生碰撞而影響實時響應要求。如有必要，可以考慮使用VLAN優先級來協調跨多臺交換機的多個以太網網絡的運行。
66kV數字化變電站設計方案中，根據待傳輸數據量的計算結果，站級總線和過程總線均采用星型光纖100M以太網。
●計時系統
時鐘同步系統由網絡時間服務器(主時鐘)和時鐘擴展輸出設備(擴展時鐘)組成。時鐘同步系統有兩臺備用網絡時間服務器，具體的時鐘擴展輸出設備數量根據現場實際情況進行匹配，以滿足時間系統對信號數量和類型的要求。網絡時間服務器和時鐘擴展輸出裝置可以根據現場實際情況集中或獨立組裝屏幕。
參考
[1]謝興國。IEEE1588時鐘同步報文硬件標記的研究與實現[A].華中科技大學碩士學位論文[D].2008(06)。
[2]姬旭電力電網保護自動化公司。數字化變電站關鍵技術規範[Z].2011(06)。
何永安。IEC61850標準對數字化變電站自動化系統的意義[J].北京電力學院，2011(03)。