數字化變電站
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數字化變電站范文第1篇
于電力系統而言，變電站是一個接受分配電能、控制電力流向、變換電壓、調整電壓的電力設備，它通過對變壓器性能的充分利用將與各級電壓電網相連接，這也被稱為輸電與配電集結點。但是就目前而言，數字化變電站仍處在發展、創新、完善的建設過程中，這一技術還沒有完整規范的實施，而且數字化變電系統與傳統意義上的數字化變電保護裝置也有著根本的差別，所以對數字化變電繼電保護系統的分析研究就具有十分重要的意義。
1 對數字化變電站的理解
根據數字化變電站的基本作用來講，它主要是數字化變電站信息的收集、處理、模擬與數字間信息的轉化的作用，此外還可以形成和變電系統相應的信息網絡，數字化變電站的信息主要分為分層分布化、信息應用集成化、系統結構緊湊化、數據采集數字化、系統建模標準化。另一方面，相對傳統變電站來說，數字化更具有自動化管理的性能；二次接線變得更加簡單、測量精度變得更高，不用對信息重復輸入，同時因為傳統變電繼電保護變成了數字化變電站繼電保護，所以其電磁性能相較以前變得更加強大。
2 數字化繼電保護系統的特點
2.1 數字化保護裝置與傳統保護裝置的區別
數字化保護裝置與傳統保護裝置在硬件上的區別在于，數字化保護裝置的微處理器的構成是數字電路，它的核心單元有著不一樣的接口，而傳統的繼電保護裝置的主要單元則是通信接口、模擬量輸入接口、開管量輸出與輸入回路、數據處理單元。
數字化繼電保護裝置對數據的收集主要是利用電子式互感器，這和傳統繼電保護有著很大的區別。數字化繼電保護的主要構成為：通信接口、出口單元、光接收單元、中央處理單元、開入單元等。
2.2 數字化變電站繼電保護系統接口的實現
當前，在數字化變電站繼電保護中，主要是利用電子互感器對信息進行收集處理，之后，收集的信息將被通過內部光纖傳送至低壓端，再經合并單元轉化，最終將正確的格式輸出。數字化變電站繼電保護裝置相比傳統意義上的保護裝置來說具有更高的可靠性。
3 數字化繼電保護技術的應用分析
智能電網的建設，要求數字化變電站具備人性化、信息化、數字化、自動化等特性。但是目前系統內正在應用的數字化變電站繼電保護技術中卻缺乏一個完善的檢測檢查方法，相比數字化變電站繼電保護技術來說，其發展還是遠遠落后的。在數字化變電站動態仿真技術的應用中，一方面可以對故障發生、變電站運行、操作演練等有一個仿真模擬，這可以對智能儀表、自動測控系統、故障錄波設備、繼電保護設備等進行模擬信號的發送，實現對變壓器、線路、母線等的保護的監測和監控。另一方面，動態仿真還可以在數字化變電站應用中對系統及設備性能進行客觀的評價。
4 數字化變電站繼電保護技術所處的新環境
當今時代，隨著科學技術的不斷發展，微機化在變電站繼電保護裝置中越來越明顯，而且計算方法科學、存儲能力強、運算能力快等優點在處理器中也日趨顯現。同時，數字化變電站繼電保護裝置還可以對大規模電路中的數字進行過濾、對數據進行收集、對模數進行轉換，也避免了設備的運行受到干擾，進而可以整體上提高裝置的運行效率及運行速度。并且數據的收集處理較之前相比也有了明顯的改善。但是由于科學技術的飛速發展，繼電保護技術也日新月異，所以這一繼電保護系統也面臨著許多挑戰。
4.1 繼電保護系統性能的提高
數字化變電站繼電保護技術的提高首先需要設備一方面可以增強存儲能力進而對故障實施保護，并且可以快速的測量監視電力狀態的運行參數。另一方面還要優化系統自身的控制技術，比如對狀態預測、神經網絡、人工智能、模糊控制等控制的完善性。
4.2 提高繼電保護的可靠性
如今的數字化變電站繼電保護系統的可靠性不僅需要使元件不受影響，盡量降低溫度、使用年限的影響，還要滿足系統的優化和調試。并且可以在數字化保護系統的自檢和巡檢方面，利用軟件對元件、軟件本身、部件的各種運行狀況進行檢測。
5 優化數字化變電站繼電保護技術
5.1 對于分布式母線的保護
系統電網中母線占據著十分重要的地位。然而傳統對于母線的保護裝置就存在著抗干擾性弱，二次接線繁雜、擴展性差等的問題。但是數字化對于分布式母線的保護則可以對這些問題起到很好的分散保護作用。并且傳統的母線保護也無法滿足對通訊數據日益變大的需求，而數字化則可以很好的解決這一難題。
5.2 對于變壓器的保護
在繼電保護裝置中，對于變壓器的保護主要是避免電路短路產生的差動，正確及時辨別勵磁涌流和故障電流，對于這一問題，傳統的保護極易出現轉化不明確和誤判情況。而數字化繼電保護因其自身所具有的對電流的高保真轉變、高頻分量的優點可以在短時間內高準確率的對故障電流等進行分辨，并且根據檢測的故障對變壓器實施切實有效的保護。在傳統的繼電保護中，變壓器保護用互感器往往因不同廠家規格的也不相同，所以就在很大程度上影響了電流的平衡，但是電子互感器的引入就很好的提高了靈敏度，降低了誤差。
6 結語
就目前而言，在我國統一化、自動化、數字化、網絡化智能系統的建立，要在以后的幾年里通過規劃設計目標、分階段建設目標等步驟來逐漸實現。并且數字化變電站繼電保護技術的全面建設也是智能電網建設的根本前提。與此同時，隨著數字化變電站的不斷發展，對繼電保護技術的要求也越來越高。
參考文獻
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作者簡介
曹景然，370923199603250323，山東科技大學濟南校區，電氣信息系，研究方向為電氣工程及其自動化。
數字化變電站范文第2篇
關鍵詞：數字化 變電站 系統
一、變電站自動化系統概述
變電站作為電網中的關鍵節點，擔負著電能輸配電的控制、管理的任務，其運行的安全可靠性對保證整個電力系統的穩定運行及可靠供電具有重要的作用。具備繼電保護、監控和遠動等功能的變電站自動化系統(Substation Automation System，SAS)是保證上述任務完成的基礎。
而傳統的SAS并不能很好地滿足這些要求，它存在如下不足：首先，信息建模缺乏統一的規范，IED之間相對獨立，來自不同信息采集單元的設備信息無法實現共享，形成了各種“信息孤島”現象；其次，缺乏統一的功能和接口規范，不同廠家的IED缺乏互操作性，進一步導致系統的可擴展性差；最后，系統可靠性受二次電纜影響，實際運行中因二次電纜引起的保護不正確動作率較高。因此，基于這些技術的數字化變電站系統(Digital Substation Automation System，DSAS)成為變電站自動化的發展方向已成為共識。
二、數字化變電站自動化系統的特征
數字化變電站的概念是隨著數字式過程層設備的誕生而出現的。在實現過程層數字化、信息共享化的基礎上，數字化變電站強調SAS整體的信息化、統一模型化和站內EID之間、變電站與控制中心之間協同操作、集成應用的能力。未來的SAS將以輸配電系統的統一信息源和執行終端、自動化功能的協調和集成為目標，從數字化的趨勢出發進行建設。目前，數字化變電站尚未有嚴格定義，但普遍認為它大致應具備以下幾項形態特征：
1. 變電站層次化
根據不同功能，變電站在邏輯結構上劃分為變電站層、間隔層和過程層。變電站層的功能是利用全站的數據對全站的一次設備進行監視和控制及與遠方控制中心進行數據交換。間隔層的功能是利用本間隔的數據對本間隔的一次設備進行保護和控制。過程層的功能是實現所有與一次設備接口相關的功能，包括開入/開出、模擬量采樣等；過程層是專門針對數字式過程層設備劃分的，它分擔了常規變電站間隔層的部分功能。
2.過程層設備數字化
一次設備被檢測信號回路采用電子式互感器(ECT、EVT)，被控制驅動回路采用綜合業務數字網(ISG)，運行控制操作過程經網絡通信方式以信息報文的方式實現，常規的強電模擬信號測量電纜和控制電纜被數字光纖所取代。
3. 間隔層設備網絡化
間隔層設備，包括繼電保護、防誤閉鎖、測控、遠動、故障錄波、電壓無功調節、同期操作和在線監測等裝置均基于標準化、模塊化的微處理器設計制造；設備與過程層、變電站層和設備之間均通過高速通信網絡交互信息。由于過程層設備數字化，常規間隔層設備的開入/開出、模擬量輸入等外部接口均被通信接口所取代。
4.運行管理自動化
電力生產運行數據、狀態記錄統計無紙化；信息分層、分流交換自動化；變電站運行發生故障時能即時提供故障分析報告，指出故障原因和處理意見；系統能自動發出變電站設備檢修報告，即常規的變電站設備“定期檢修”改變為“狀態檢修”。
三、數字化變電站自動化系統的功能
為了保證互操作的實現，應該對DSAS應實現的功能達成共識。國際大電網委員會（CIGRE）的34.03工作組（WG34.03）在關于變電站的數據流的報告中，分析了變電站自動化需要完成的63種功能，從系統的觀點出發可以分為以下功能組：控制功能；監視功能；繼電保護功能；與繼電保護有關的功能（如故障錄波、故障測距、小電流接地選線等）；測量表計功能（如三相智能式電子電費計量等）；接口功能（如與微機五防、繼電保護、電能計量、全球定位系統（GPS）等IED的接口）；自動控制功能（如有載調壓變壓器分接頭和并聯補償電容器的綜合控制、電力系統低頻減載、靜止無功補償器控制、配網系統故障分段隔離、非故障段恢復供電與網絡重組等）；遠動功能；系統控制功能（與主站通信，當地SCADA等）。
四、數字化變電站自動化系統的結構
IEC61850標準基于可交換的網絡技術定義了站級和過程層兩種總線結構：站級總線將所有間隔集合到站級監控管理層，并且在相互之間傳遞主要的控制信息，例如測量，聯閉鎖等(典型應用包括MMS站級到間隔級的信息交換和GOOSE間隔級之間的信息交換)；過程層總線連接間隔層和過程層IED設備，并傳輸用于保護裝置的實時采樣數據(SV)。
由于IEC61850標準并未規定網絡拓撲，因此無論是樹型網、星型網或者環網結構都是適用的，甚至站級總線和過程層總線都可以使用同一物理網絡。作為站級總線，在大型變電站系統中，對于各個不同的電壓等級一般采用環網加交換機形式，用于連接所有的主保護設備、后備保護和控制設備。在大型變電站系統中，各電壓等級的環網通過樹型結構連接到站級總線當中，從而使站級總線呈現出一種混合的樹型和環型網絡拓撲結構。站級總線和過程總線對于時間的要求是有嚴格區別的，它決定了冗余網絡結構的不同應用方式。當在站級總線上僅僅傳輸控制命令的時候，它可以容許100ms的網絡傳輸延時，當傳輸互聯、跳閘及反向閉鎖信號時，它們要求網絡的傳輸延時不能超過2ms。然而最糟糕的情況已經實際出現過，在極端情況下，當控制命令序列執行時，它要求網絡延時不能超過0ms。過程總線由于要傳輸實時采樣數據，無論在正常或極端情況下，它要求的網絡傳輸延時不能超過4ms。
參考文獻：
數字化變電站范文第3篇
Abstract： As the development direction of the future power grid， smart grid involves power generation， transmission， substation， power distribution and utilization， scheduling and communication information， among which the digital transformer substation is the core. This article expounds the basic structure and characteristics of digital substation and the related technology， and macroscopically describes the related problems which need to pay attention during the process of digital substation operation and maintenance.
關鍵詞： 智能電網；數字化變電站；運營與維護
Key words： smart grid；digital substation；operation and maintenance
中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）17-0221-02
0 引言
常規變電站中，來自不同信息采集單元的設備信息難以共享，規約的執行不一致造成不同廠家設備不具有互操作性，由于互操作性差等原因導致系統可擴展性差，二次電纜影響系統的可靠性。相比之下，數字化變電站的優點更為明顯，非常規互感器實現了數據采集數字化，變電站一、二次設備分為站控層、間隔層和過程層的系統分層具有很高的可靠性且減少了連接電纜的一些問題，組合電器使系統結構緊湊，IEC61850標準的出現使系統建模有統一標準標準從而實現設備互操作和變電站信息共享，智能斷路器等的應用使設備操作智能化，網絡通信技術的提高是數字化變電站技術應用的關鍵[1]-[3]。
1 數字化變電站的基本結構
變電站體系結構趨向于分層分布式，數字化變電站系統是由過程層（設備層）、間隔層和變電站層（站控層）三層組成[2][3]，如圖1所示。
1.1 過程層 過程層包括電子式互感器和智能開關設備等。過程層直接采集電力系統實時電氣量，檢測變壓器、斷路器、母線等運行設備的狀態，執行上層控制指令。
1.2 間隔層 間隔層包括測控裝置、保護裝置、安全自動裝置、故障錄波器、電能計量裝置等設備。間隔層匯總本間隔過程層實時數據信息，對一次設備保護控制，高速完成與過程層及變電站層的網絡通信。
1.3 變電站層 變電站層包括主機、操作員站、五防工作站、遠動裝置等設備。變電站層匯總全站的實時數據，向調度中心傳送數據或接收調度中心的命令并轉間隔層和過程層執行，進行站內人機聯系，能夠對間隔層和過程層設備在線維護、組態和修改參數，具有變電站內故障自動分析功能。
2 數字化變電站的特點及相關技術支撐
2.1 數字化變電站的主要特點 與傳統變電站自動化系統相比，數字化變電站的主要特點是實現了一次設備智能化、二次設備網絡化和自動化的運行管理系統[3]。
2.1.1 一次設備智能化 采用數字輸出的電子式互感器、智能開關等智能一次設備。電子式互感器不含鐵芯的結構消除了磁飽和，智能高壓電器實現了自動控制、自動檢測自身故障、自動調節與遠方控制中心的通信等，如：智能化組合電器實現了自動控制。一次設備的避雷器將泄漏電流、動作次數、絕緣污穢等信息送往測量單元，還將避雷器對應的電壓互感器的電壓信號送至測量單元。
2.1.2 二次設備網絡化 通過合并單元采集非常規互感器的輸出信息，然后發送給保護測控設備；一二次設備用光纖傳輸信息；二次設備間用通信網絡交換信息。
2.1.3 自動化的運行管理系統 變電站運行管理自動化系統應包括電力生產運行數據、狀態記錄統計無紙化；數據信息分層、分流交換自動化；變電站運行發生故障時能及時提供故障分析報告，指出故障原因，提出故障處理意見；系統能自動發出變電站設備檢修報告，即常規的變電站設備“定期檢修”改變為“狀態檢修”。
2.2 數字化變電站的技術支撐
2.2.1 非常規互感器 非常規互感器包括：①電子式電流/電壓互感器：目前普遍采用激光供電技術提供電源。②光電式電流/電壓互感器：采用光學測量原理，不需要給其提供電源。
電子式和光電式非常規互感器體積小、重量輕，安裝和運輸方便；絕緣結構簡化，造價比電磁式互感器低；不含鐵芯，不存在磁飽和問題，進而可以實現大范圍測量；利用光纜而不是電纜傳輸信號，實現了高低壓的完全隔離，不會因電壓互感器二次回路短路或電流互感器二次開路給設備和人身造成危害。與常規互感器造成的信息冗余相比，合并單元同步采集多路電子式互感器輸出的數字信號，然后發送給保護測控裝置。
2.2.2 IEC61850標準 IEC61850標準解決了變電站自動化系統中不同廠家設備之間的互操作性問題，目的是實現電力系統從調度中心到變電站、變電站內、配電自動化的無縫自動化。
實際運行中不同廠家的設備的信息難以共享，互操作性差，IEC61850標準使工程應用時不同制造設備廠家智能電子設備之間可以互連互通。IEC61850標準中定義了面向通用對象的變電站事件GOOSE，GOOSE報文的傳輸服務不經過網絡層和傳輸層，直接從應用層到表示層，并且采用了交換式以太網，這就保證了報文傳輸的實時性和確保了信息傳輸的優先級。
2.2.3 網絡通信技術 數字化變電站內的信息交互全部通過以太網實現，通信非確定性是以太網進入實時控制領域的主要障礙，交換式以太網允許不同用戶間進行傳送，保證了通信的確定性。在網絡負荷小于25%的情況下，對于變電站內不同層次不同方向的數據交換，以太網響應時間要比令牌總線網絡快得多。虛擬局域網VLAN使變電站中控制網段和非控制網段可以從邏輯上劃分，而不依賴物理組網和設備的安裝位置，從而保證了控制網段的安全性。變電站的設備之間信息交換通過通信網絡完成，變電站在擴充功能和擴充規模時，只需在通信網絡上接入新增設備，無需改造或更換原有設備。
2.2.4 智能斷路器技術 常規變電站中的斷路器和二次設備通過控制電纜實現傳輸斷路器位置等信號，形成了龐大的電纜群。
智能操作斷路器的數據采集模塊隨時把電網的數據以數字信號的形式提供給智能識別模塊，智能識別模塊根據這些信息判斷當前斷路器所處的工作狀態，自動選擇和調整操縱機構。智能斷路器除了完成目前保護系統的基本功能，還實現就地布置，并且可對斷路器狀態進行監視。并且出現了智能斷路器的進一步發展――組合電器GIS。
3 數字化變電站的應用問題
目前我國已有數字化變電站投入運行，數字化變電站方案的可行性要結合工程應用來完善。在運行和維護中必須注意一些問題。
3.1 電子式互感器的可靠性 電子式互感器作為過程層中的關鍵設備，其可靠性至關重要。電子式互感器包括電子式電流互感器和電子式電壓互感器。電子式電流互感器采用羅氏線圈等作為一次傳感器；電子式電壓互感器一般采用電容分壓或電阻分壓技術。利用激光供電技術對電子模塊供電，電子模塊處理信號，使用光纖傳輸信號。
影響電子式電流互感器測量精度的誤差主要來自于一次傳感器和一次轉換器。一次傳感器中傳感材料自身的可靠性是電子式電流互感器的主要問題，包括光磁材料的雙折射以及溫度、振動等影響因素。一次轉換器在數據轉換過程中，也容易引入新的誤差，降低設備測量精度。目前數字化變電站中主要選用電子式電壓互感器實現電壓量的采集與傳輸，其測量誤差主要由電阻或電容自身易隨溫度變化、高壓電極電暈放電以及與其周圍低電位物體間存在固有電場所產生的分布電容等因素引起。
3.2 獲得引入合并單元的數字量和合并后的數字量 合并單元對電子式互感器輸出的數字信號同步采集多路，當這些數字量出現異常時，可能導致合并單元報警，此時保護人員通常采用分段判斷法：首先檢查電子式互感器與合并單元連接的光纖；若故障不位于前段，再檢查合并單元和保護、測控裝置相連的光纖；若故障不位于后段，則是合并單元內部故障。但這樣必然導致一次設備停運，現場操作比較麻煩。為了避免以上情況，必須采取方法獲得引入合并單元的數字量和合并后的數字量。
3.3 減小光線傳輸通道的誤碼率和傳輸時延 數字化變電站用光纖傳輸數字量，而在現場運行維護中，對光線傳輸通道的誤碼率和傳輸時延等的測試和維護難度較大，必須采取相應措施。
3.4 設備配置的統一性 每個廠家對于IEC61850標準的理解不盡一致，它們在產品研發上會有差異，這會影響裝置的統一配置，所以需要繼續完善標準，并且對于數字化變電站的運營維護人員，入職前需要對其進行配上方面的相關培訓。
3.5 數據包丟失問題 合并單元的輸出量通過以太網發送給變電站二次保護設備，被傳輸的采樣值報文流經多個節點，可能會出現數據包丟包等問題，從而影響測量精度。
4 結論
本文闡述了數字化變電站與常規變電站之間的區別，對數字化變電站的特點和相關技術加以敘述，提出了在數字化變電站運行與維護中，需要注意的一些應用問題，為后續進行深入的研究指明方向。
參考文獻：
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數字化變電站范文第4篇
【關鍵詞】數字化變電站技術特征
一、引言
目前我國電網要求進行6項技術改革，其中一項就是電網自動化。電網自動化中最重要的技術就是變電站的數字化，電站數字化是顯現電網運行高效率、推動電力事業發展的主要動力。隨著市場競爭的加劇，電力企業保持競爭優勢的當務之急變電站實現全面的數字化控制，因而對這項技術進行探討和分析是非常必要的。
二、數字化變電站發展概況
1、變電控制系統的應用現狀。近年來，隨著經濟的快速發展對電能源的需求不斷增加，因而帶來我國電網規模不斷擴大。隨著電網的增加電網的安全運行問題就成為電網企業考慮的主要問題，電網的安全運行直接關系到電力企業的效益。對此，一些電力企業為了提高電網運行的安全性開始對傳統的變電設備進行改進應用計算機系統對體系進行控制，不僅使變電系統的操作更加簡單，而且使信息實現共享，增強了變電系統的實用性。
2、電流和電壓互感器的應用現狀。電流和電壓互感器是電力系統中電量計算和保護繼電裝置的重要部件，他們的運行效率可以對整個電網的運行效率起到重要影響。未實現數字化的變電站使用的電流和電壓互感器主要是電磁感應式的，在電網運行壓力不斷增加的今天表現出一定的缺點。因而數字化的電流和電壓互感器就應運而生了。
三、數字化變電站的技術特征
1、數據采集數據化。數字化變電站區別于傳統變電站的主要標志就是采用數字化的方式對電流和電壓等進行測量。它采用光電式的互感器方式進行測量可以實現每次系統測量的有效隔離，大大提高測量的精度，使變電站實現對冗余信息進行處理提供基礎。
2、系統分層分布。數字化變電站技術實現了變電站系統從集中方式向分布式的轉變。數字化的分層分布系統目前普遍采用成熟的網絡通信技術能夠實現各個變電站之間的相互連接，這種方式可以保證變電站統計信息的完整性，并且即使在某個變電站發生故障情況下其他變電站可以保存信息，確保了變電站信息的安全性。
3、系統結構緊湊化。數字化變電站技術中所使用的對電壓和電流的測量系統不僅體積小而且重量輕，因而這些設備可以集中裝置在智能開關設備系統中，對其按照機電一體化的理念進行優化組合和設備控制，從而使其結構更加緊湊。
4、系統建模標準化。數字化變電站技術為變電系統提供了統一、標準的信息模型。這個模型的優點主要有：第一，實現智能設備的互相操作。標準化的模型中每個子系統都可以通過服務接口以及設備描述等使各項功能實現程序上的標準化，然后再對其進行網絡協議，進而實現互相操作的可能性。第二，實現變電站信息共享。數字化系統在建立過程中采用統一規則對資源進行命名，可以實現變電站內部的信息共享。第三，簡化系統的維護和配置工作。設備的功能、網絡的連接等都是基于某一特定的配置語言來設置的因而其維護和配置工作比較簡單。
5、信息交互網絡化。數字化變電站技術采用的互感器功率低可以將高電壓、高電流的電力信號轉化為簡單的數字信號，從而實現變電站內部設備之間信息的交互性。
6、通信網絡的實時化。在數字化變電站設計方案中，過程總線與各個分線都采用環形拓撲然后根據不同的信息再對其進行等級劃分，從而可以使網絡的時延性能夠滿足電力系統實時性的要求。當網絡受到突發因素的影響而中斷或負載增加時，系統的實時性可以保證系統的正常運行。
7、信息的同步性。數字化變電站技術在二次設備的同一時間點對數據進行采集，之后程序對這些信息進行處理，然后通過傳感器模擬信號經由各種傳輸設備進行輸出，因而可以實現多個變電站信息的同步性。
四、結語
數字化變電站技術因其可以實現數據采集的數字化、結構緊湊、網絡通信實時性、信息的同步性等優點，因而具有廣闊的應用空間。
參考文獻
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數字化變電站范文第5篇
關鍵詞：數字化變電站；技術；IEC61850標準
中圖分類號：TL48文獻標識碼： A
引言
數字化變電站的出現使得智能電網成為可能，使得人們能夠更好地對變電站進行管理，具有非常重大的現實意義。雖然由于人們的研究的時間還比較短，對數字化變電站的一些關鍵技術的研究還不夠深入，但相信在不久的將來，數字化變電站一定會成為變電站發展的主流，為人們帶來更大的便利。
1、數字化變電站發展概況
1.1、變電控制系統的應用現狀
近年來，隨著經濟的快速發展對電能源的需求不斷增加，因而帶來我國電網規模不斷擴大。隨著電網的增加電網的安全運行問題就成為電網企業考慮的主要問題，電網的安全運行直接關系到電力企業的效益。對此，一些電力企業為了提高電網運行的安全性開始對傳統的變電設備進行改進應用計算機系統對體系進行控制，不僅使變電系統的操作更加簡單，而且使信息實現共享，增強了變電系統的實用性。
1.2、電流和電壓互感器的應用現狀
電流和電壓互感器是電力系統中電量計算和保護繼電裝置的重要部件，他們的運行效率可以對整個電網的運行效率起到重要影響。未實現數字化的變電站使用的電流和電壓互感器主要是電磁感應式的，在電網運行壓力不斷增加的今天表現出一定的缺點。因而數字化的電流和電壓互感器就應運而生了。
2、數字化變電站的主要技術特征
2.1、信息交互網絡化
在數字化變電站技術中采用了新型的互感器，它與傳統的互感器相比具有功率消耗低、可靠性強等特點。它可以將電網的電流和電壓轉變成數字信號來進行傳輸，將傳統的功能模塊轉變成邏輯模塊，使變電站各個設備之間能夠利用網絡來進行交換信息。信息交互網絡具有很多優點，主要表現在以下幾方面。第一，可以根據變電站的需要來選擇網絡，大大提高了系統的使用率和可靠性。第二，傳感器可以同時發送系統中各個元件的測量數據，便于將系統數據進行共享。第三，大大減少了變電站中連接線的數量，使系統的穩定性大大提升。
2.2、系統分層分布化
變電站系統向自動化系統方向發展的過程中經歷了一個重要的轉變過程：由集中式向分布式的轉變。這種分層分布式變電站系統采用的通信技術非常地可靠，能夠將設備運行過程中的信息準確地記錄下來，對于變電站系統反應速度的提高起到非常關鍵的作用。目前，由國際電工委員會制定的變電站通信網絡的國際標準中，將變電站的結構分成三個不同的層次。這種結構模型的分層不但提高了電力系統的穩定性和可操作性，而且對實現各個系統間信息的交換幫助非常大。
2.3、設備檢修狀態化
傳統變電站設備的狀態檢修主要針對的是一次設備，沒有將二次設備作為一個整體或一個系統來進行狀態檢修。在數字化變電站中，系統可以隨時獲取變電站中各個設備的運行信息，可以對設備進行實時監控。而且在數字化變電站中不會出現無法監測到的元器件，系統中不會存在監測的死角，使設備檢修的工作量大大減少，檢修的結果也更加準確可靠。
2.4、系統建模標準化
數字化變電站技術為變電系統提供了統一、標準的信息模型。這個模型的優點主要有：第一，實現智能設備的互相操作。標準化的模型中每個子系統都可以通過服務接口以及設備描述等使各項功能實現程序上的標準化，然后再對其進行網絡協議，進而實現互相操作的可能性。第二，實現變電站信息共享。數字化系統在建立過程中采用統一規則對資源進行命名，可以實現變電站內部的信息共享。第三，簡化系統的維護和配置工作。
3、數字化變電站若干關鍵技術
3.1、IEC61850標準
IEC61850標準作為唯一的變電站網絡通信國際標準，于2004年由國際電工委員會IEC正式。IEC61850標準采用了目前計算機、通信、網絡等眾多相關領域中許多先進、成熟、可靠的技術，包括面向對象的變電站自動化系統通信模型、基于XMLI.0的變電站配置語言SCL、抽象通信服務接口ACSI、特殊通信服務映射SCSM等，保證了電力系統對于實時性、可靠性和穩定性的要求。
與現有其它變電站通信規約比較，IEC61850標準采用面向對象建模思想，明確了一致性測試標準，將變電站自動化系統與通信技術有效分離，主要優點如下：為滿足信息實時傳輸的要求，將電子設備與變電站自動化系統進行分層；為滿足網絡發展的要求，采用抽象通信服務接口和特定的通信服務映射；為滿足功能模塊擴展性及開放互操作性的要求，采用了面向對象的建模技術。
3.2、非常規互感器的穩定性
數字化變電站系統中，測試系統的穩定對設備的良好運行起到非常重要的作用。目前，國際上對非常規互感器的定義是：與傳統電磁型或電壓互感器工作原理不同的互感器。主要分為光學/無源式互感器以及電子式/有源式互感器兩大類。
無源式互感器在使用的過程中由于存在一些技術問題無法解決，比如，光的折射現象、發光元件發光強度不足、光傳輸過程中容易受到外界的影響等，容易出現測量結果存在誤差，測量精度不足等問題。有源式互感器在工作過程中由于需要提供工作電源，因此也容易受到各種因素的制約。比如，當利用激光供電技術對互感器進行供電時，供電的距離有一定的限制，在供電過程中供電設備的運行對互感器也有很大的影響，此外設備在運行過程中容易受到電磁等因素的干擾。
3.3、通信網絡的可靠性和實時性
由于在數字化變電站中通信網絡系統的起到的作用非常關鍵，因此數字化變電站系統的可靠性和使用性能很大程度上取決于通信網絡的可靠性和實時性。要確保通信網絡的可靠性，在對網絡結構進行設計時必須采用可靠性相對較高的網絡拓撲結構、采用先進的通信技術，并且對所設計的網絡進行優化。除了保證通信網絡的可靠性外，實時性也至關重要。現行的通信標準對數字化變電站的報文性做了嚴格的規定。
3.4、設備間的互操作性
數字化變電站內設備間的互操作性可在最大范圍內促進不同廠家的設備進行集成和擴展，這也是制定IEC61850標準的目的之一。為保證設備間的互操作性，需進行設備的一致性和性能測試，包括間隔層設備之間、間隔層和變電站層設備之間、基于采樣值及擴展性互操作測試。
3.5、IED的互操作性
要確保IED的互操作性，必須對其進行一致性測試和性能測試。一致性測試相當于基礎性的測試，主要是測試IED是否具備互操作性的基礎。性能測試相當于功能測試，主要是測試IED的使用性能如何，是否具備應用的價值。國際上對IED的一致性測試的測試方法具有嚴格的規定，一般需要由具備相關資質的公司來進行，性能測試則主要由用戶根據自己的需要來進行測試。
結束語
隨著國民經濟的不斷發展，用戶對電力的需求量日益增加，對電能質量的要求也越來越高。近年來，計算機、信息和網絡技術的迅速發展，使得變電站自動化應用技術水平不斷提高，加上智能設備等技術的日趨成熟，促使以數字化技術為中心的數字化變電站建設成為可能。
參考文獻
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