數(shù)字化變電站建設(shè)中的難點及對策

摘#8195;要 數(shù)字化變電站在當(dāng)今社會扮演著重要的角色，隨著我國智能化電氣的不斷發(fā)展，數(shù)字化變電站的發(fā)展和實施都已經(jīng)進(jìn)入了實用的層面，這代表著變電站數(shù)字化新階段的開始。但是我國在數(shù)字化變電站的建設(shè)中仍遇到了很多難點，本文就針對這些難點進(jìn)行展開討論，并提出一些解決問題的對策和方案。

關(guān)鍵詞 數(shù)字化變電站；智能化；難點；對策

中圖分類號 TP 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)012-0104-02

近些年來隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化科技在我國的各個領(lǐng)域中都得到重大的發(fā)揮和應(yīng)用，成為了科技發(fā)展的一種前沿技術(shù)，在這樣的環(huán)境下，數(shù)字化變電站便應(yīng)運而生。

1 數(shù)字化變電站簡介

1.1 什么是數(shù)字化變電站

數(shù)字化變電站是由智能化一次設(shè)備，比如說電子式互感器、智能化開關(guān)等和網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備分層，比如說過程層、間隔層、站控層等構(gòu)建而成，建立在IEC61850通信規(guī)范基礎(chǔ)上，能夠?qū)崿F(xiàn)變電站內(nèi)智能電氣設(shè)備間信息互操作和共享的現(xiàn)代化變電站。就目前我國發(fā)展的現(xiàn)狀來說，數(shù)字化變電站是一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)通信的平臺，用來實現(xiàn)一次電氣設(shè)備和二次電子裝置數(shù)字化通信。數(shù)字化變電站的應(yīng)用方面有很多，比如過程層設(shè)備的數(shù)字化，整個站內(nèi)信息的網(wǎng)絡(luò)化，以及開關(guān)設(shè)備實現(xiàn)智能

化等。

1.2 數(shù)字化變電站的主要特征

1）智能化的一次設(shè)備的應(yīng)用應(yīng)該是數(shù)字變電站的一大特征，智能化的一次設(shè)備信號的錄入和輸出都采用了數(shù)字化技術(shù)，在常規(guī)的情況下，繼電器及其邏輯回路在變電站二次回路設(shè)計中會被可編程軟件代替，現(xiàn)在由于數(shù)字信號代替了模擬信號，而光纜又代替了常規(guī)的控制電纜，使得二次回路設(shè)計變得簡潔化，從而使得變電站系統(tǒng)的可靠性得到了大大的提升。

2）數(shù)字化變電站使得智能電氣設(shè)備間信息可以實現(xiàn)互操作。智能設(shè)備之間實現(xiàn)了資源共享，通信協(xié)議與通信接口之間也實現(xiàn)了一致性，同傳統(tǒng)變電站相比之下更好的實現(xiàn)了互操作性。

3）數(shù)字化變電站具有更好的支持系統(tǒng)及運行系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作。由于在數(shù)字化變電站中各個設(shè)備之間實現(xiàn)了資源的互操作和共享，基于各種運行系統(tǒng)對信息共享的支持可以使變電站各智能設(shè)備功能進(jìn)行優(yōu)化以達(dá)到數(shù)字化變電站完美的統(tǒng)一協(xié)調(diào)工作的要求。

2 我國數(shù)字化變電站建設(shè)的現(xiàn)狀和難點

綜上所述，數(shù)字化變電站有很多先進(jìn)的技術(shù)和優(yōu)勢，在未來的發(fā)展道路中也扮演著不可或缺的角色，但是我國在建設(shè)數(shù)字化變電站的過程中還是遇到了這樣和那樣的問題。

2.1 電氣測量系統(tǒng)穩(wěn)定性難以控制

在建設(shè)數(shù)字化變電站的過程中電氣測量系統(tǒng)的穩(wěn)定與否是至關(guān)重要的。比如說，在非常規(guī)互感器中，它包含光纖的二次回路通信網(wǎng)絡(luò)和光電傳感器，這兩方面的可靠性和穩(wěn)定性對數(shù)字化變電站所采集信息的穩(wěn)定性的影響是非常大的。如果在檢測的過程中，傳感器的數(shù)據(jù)或測量精度出現(xiàn)偏差，就會直接影響到數(shù)字化變電站的正常建設(shè)使用。造成這樣情況的原因還有很多，比如說發(fā)光源器件的發(fā)光強(qiáng)度下降，而不同材料、不同線性其穩(wěn)定性也都有一定的差異，受到外界影響的程度也不盡相同。所以說要想順利的建設(shè)數(shù)字化變電站，應(yīng)該全面的對能影響到數(shù)字化變電站建設(shè)的各個因素進(jìn)行詳細(xì)的考察和分析，盡量減小誤差，以提高電氣測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.2 互感器產(chǎn)品型號不足及缺失

在整個數(shù)字化變電站的建設(shè)中，就目前我國的現(xiàn)狀來講，在選擇變電站的互感器的產(chǎn)品上遇到了比較棘手的問題，可選擇的互感器產(chǎn)品型號很少或者缺失，而且還有一少部分高壓電等級的電流互感器的變數(shù)又較大，在這樣的情況下，對建設(shè)數(shù)字化變電站是有很大影響的，不能夠滿足變電站的需求。同時又由于互感器產(chǎn)品本身的一種結(jié)構(gòu)特點和工作方式，在生產(chǎn)初期又不能進(jìn)行準(zhǔn)確的實驗和性能的確定。而只有把互感器產(chǎn)品安裝到設(shè)備儀器上投入到運行工作當(dāng)中才能測試出來它的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，如果不合適還要進(jìn)行重新選擇和投入使用。這就使得我國的數(shù)字化變電站在建設(shè)當(dāng)中難免出現(xiàn)滯后性，使得變電站長時間無法正常投入使用。

2.3 數(shù)字化變電站所依托網(wǎng)絡(luò)的選擇

在當(dāng)今社會，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋了整個城市。而我們知道數(shù)字化變電站中所有電氣設(shè)備間是可以實現(xiàn)信息互相操作和共享的，在各個系統(tǒng)之間信息的采集，數(shù)據(jù)的計算以及控制命令的形成都是由多部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的中央處理器控制的，也就是我們所說的CPU。我們?nèi)绾胃玫目刂菩畔⒌膫鬏敚ＷC其穩(wěn)定性，做到信息采集同步而又使得保護(hù)命令得到快速的輸出，這是一個很難解決的問題。我們在當(dāng)今的社會環(huán)境中，數(shù)字化變電站要適應(yīng)當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)，在適應(yīng)的基礎(chǔ)上更要提高網(wǎng)絡(luò)的通信速度，并且應(yīng)當(dāng)制定相應(yīng)的符合數(shù)字化變電站需求的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)的通信協(xié)議。

我們應(yīng)該如何將當(dāng)今的網(wǎng)絡(luò)形態(tài)更好的在數(shù)字化變電站中加以利用，同時又該如何更好的把數(shù)字化變電站融入當(dāng)今的網(wǎng)絡(luò)形態(tài)當(dāng)中去，這是我們值得思考的一個問題，也是值得進(jìn)一步研究的問題。

2.4 IEC61850通信協(xié)議并不完美，使得變電站建設(shè)中出現(xiàn)很多疑難問題

IEC61850通信協(xié)議是由IEC制定的，它是關(guān)于變電站自動化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，它制定的目的是為了使不同廠商的產(chǎn)品具有互操作性。然而IEC61850通信協(xié)議卻存在很多問題，并不是盡善盡美。比如說針對數(shù)字化變電站的安全性上，它并沒有做任何明確的規(guī)定。同時協(xié)議本身所規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)性和開放性就會對數(shù)字化變電站的安全建設(shè)帶來潛在的隱患。我們在建設(shè)數(shù)字化變電站的過程中，就如何完善IEC61850通信協(xié)議，如何保證二次系統(tǒng)信息的確定性，可用性，保密性和完整性，這些都是我們所要考慮和解決的問題。

3 建設(shè)數(shù)字化變電站的對策和解決方案

1）在數(shù)字化變電站的建設(shè)中，我們應(yīng)該改變思路，綜合全面的去考慮問題。首先在采用設(shè)備層面上要有一定的改進(jìn)。在過程層中應(yīng)該采用電子式PC/CT，以及智能化的開關(guān)設(shè)備。數(shù)字化變電站中的交流采樣這一部分，應(yīng)該取消所有測試和保護(hù)裝置，讓所有設(shè)備的信息和數(shù)據(jù)得到無暢通的交流和共享。并且嚴(yán)格按照IEC61850通信協(xié)議規(guī)定的內(nèi)容進(jìn)行信息和數(shù)據(jù)的交流和互相傳輸。

2）在不阻礙所有通訊設(shè)備實現(xiàn)信息互通共享的同時，也應(yīng)對信息進(jìn)行有效的監(jiān)控，監(jiān)控層網(wǎng)絡(luò)我們應(yīng)該使用星型獨立雙網(wǎng)，這種網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控模式比環(huán)形網(wǎng)絡(luò)形式相對來講結(jié)構(gòu)更簡單，配置更簡潔，而且更能有效的降低網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴形成的可能性。而監(jiān)控層和信息數(shù)據(jù)層所工作的內(nèi)容和性質(zhì)是不同的，同時也是了更好的保護(hù)信息數(shù)據(jù)的安全性，我們建議過程層和監(jiān)控層的通信網(wǎng)絡(luò)從物理設(shè)備上分開，進(jìn)行各自管理。而對于超高壓的變電站，過程層應(yīng)該推薦按電壓的不同等級分開組網(wǎng)，這樣有效的提高了資源共享的效率，充分保證資源的流通速度。

3）在傳統(tǒng)的變電站中，我們通常采用電纜來控制各個設(shè)備的連接和使用，而在數(shù)字化變電站中我們應(yīng)該積極的采用網(wǎng)絡(luò)模式進(jìn)行設(shè)備間的連接和使用，而設(shè)備間的邏輯關(guān)系也應(yīng)該依托網(wǎng)對應(yīng)的關(guān)系來實現(xiàn)。這樣的做法，可以更加突出數(shù)字化變電站的可靠性和兼容性。因此，在建設(shè)數(shù)字化變電站的過程中應(yīng)該對工程調(diào)試這一關(guān)進(jìn)行嚴(yán)格控制，依托網(wǎng)絡(luò)的力量，更好的將設(shè)備兼容性和傳動性等功能的檢驗工作做好做

細(xì)致。

4）我們在建設(shè)數(shù)字化變電站中所要考慮的問題當(dāng)中最重要的也就是安全穩(wěn)定性的問題，在建設(shè)變電站的試點階段一定要對所采用的所有設(shè)備進(jìn)行科學(xué)的、充分的性能實驗，這樣可以更有效的降低數(shù)字化變電站投入使用以后出現(xiàn)問題所帶來的損失。另外，我們在建設(shè)過程中，選擇設(shè)備上也應(yīng)該進(jìn)行嚴(yán)格的把關(guān)。電子式互感器是數(shù)字化變電站的一個重要設(shè)備，所以在相關(guān)設(shè)備的采購中，采購人員需要嚴(yán)格慎重的對設(shè)備產(chǎn)品型號、性能等進(jìn)行對比，更應(yīng)該對市面上已經(jīng)有的產(chǎn)品的運行情況進(jìn)行了解，充分調(diào)研以后再進(jìn)行選擇，從而保證數(shù)字化變電站設(shè)備的安全性與穩(wěn)定性。

5）在建設(shè)數(shù)字化變電站的初期應(yīng)該制定嚴(yán)格的工作規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該嚴(yán)格按照IEC61850通信協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行建設(shè)，在應(yīng)用技術(shù)框架的基礎(chǔ)上結(jié)合數(shù)字化變電站的特征，在制定標(biāo)準(zhǔn)不夠完善的情況下及時進(jìn)行補(bǔ)充。在建設(shè)變電站的過程中，結(jié)合先進(jìn)的技術(shù)水平和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，研究全新的檢驗方式和手段，綜合運用新的科學(xué)技術(shù)，建立扎實，完善并且可靠的保障機(jī)制，使得數(shù)字化變電站的建設(shè)更加順利。比如說我們在建設(shè)數(shù)字化變電站之前，要充分的考慮到電子式互感器對線路差動的影響，電壓并列和電壓切換等種種情況的出現(xiàn)并想到用什么樣方法解決各自的問題。只有這樣，才能使數(shù)字化變電站在建設(shè)的過程中做到有備

無患。

6）在建設(shè)數(shù)字化變電站中應(yīng)該建立完善的二次系統(tǒng)的檢修體系。而目前就我國的現(xiàn)階段來講，很多二次系統(tǒng)的檢修體系都是以預(yù)防性為主的一種檢修機(jī)質(zhì)，這就造成了很多優(yōu)良設(shè)備重復(fù)的被檢測，造成了檢修的盲目性。在建設(shè)數(shù)字化變電站的前期，我們應(yīng)該制定良好的二次系統(tǒng)的檢修體系，利用正確的檢測結(jié)果為數(shù)字化變電站提供更好的更快捷的信息資源。

數(shù)字化變電站的應(yīng)用價值是非常大的。在技術(shù)上，變電站的數(shù)字化可以有效的減少設(shè)備的退出次數(shù)求值單元和退出時間，從而提高設(shè)備的使用率；還可以減少自動化設(shè)備的數(shù)量，并且提高系統(tǒng)的可靠性，更加方便了設(shè)備的維護(hù)，從而大大的提高了工作效率。在經(jīng)濟(jì)上，數(shù)字化變電站得以應(yīng)用，可以大大減少對設(shè)備投入的資金量，減少重復(fù)建設(shè)。相對于傳統(tǒng)電氣化變電站來講，無論是初期建設(shè)還是運行期維護(hù)，數(shù)字化變電站都會大大的節(jié)約成本。所以說，數(shù)字化變電站的得以應(yīng)用是一項偉大的利國利民的工程。雖然我國數(shù)字化變電站在現(xiàn)階段還有這樣那樣的問題，我相信隨著科技的發(fā)展和電網(wǎng)運行的需求，我國的數(shù)字化變電站必將得到普及和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]劉金玲.數(shù)字化變電站建設(shè)的一些實際問題及解決方案[J].廣東輸電與變電技術(shù)，2010，12.

[2]朱越歡.數(shù)字化變電站建設(shè)的技術(shù)方案及實施[J].電力科學(xué)與工程，2009，25.

[3]辛建波，黃瑤.數(shù)字化變電站建設(shè)中需要注意的幾個問題[J].江西電力，2007，31.