淺議數(shù)字化變電站及其應用

程 杰 高麗娜

(華北電力大學 電氣與電子工程學院，北京 102206)

經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進步，一方面對電力系統(tǒng)提出了更高的要求，另一方面也為電力系統(tǒng)提供了更多的技術支持，尤其是自動化技術、網(wǎng)絡數(shù)字化技術的發(fā)展，讓現(xiàn)代變電站可以具有一定的自動化能力，有效提高工作效率。當前數(shù)字化變電站的各種基礎技術已經(jīng)相當成熟，并且隨著技術的不斷進步，功能還會進一步擴展，有著很好的應用前景。但是總體上看，我國現(xiàn)有的變電站大多數(shù)還是老式傳統(tǒng)變電站，數(shù)字變電站還沒有得到普及，這既有技術原因也有人的觀念落后的因素，為此本文著重分析數(shù)字化變電站的主要特點，闡述數(shù)字化變電站的主要優(yōu)勢和應用形式，以期更好的促進數(shù)字化變電站在我國的應用。

1 數(shù)字化變電站的特點

數(shù)字化變電站相對于傳統(tǒng)變電站而言具有智能化、網(wǎng)絡化和自動化等三個特點。首先，數(shù)字化變電站中的信號回路主要采用芯片、光電技術，不再使用傳統(tǒng)的導線連接方式，同時這種信號可以利用現(xiàn)有的公用數(shù)字網(wǎng)絡得以傳輸，使得數(shù)字化變電站智能化運轉，極大地提高了工作效率。其次，變電站之間的各種開關量、控制信息等都可以通過網(wǎng)絡來進行傳輸，網(wǎng)絡通信主要采用電氣量采樣值、跳合閘命令、狀態(tài)信號及故障告警信號等三種數(shù)字化方式傳輸，提高了工作效率。再次，目前我國的電力變電站已基本普及了變電站自動化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)運行管理系統(tǒng)的自動化。變電站運行管理自動化系統(tǒng)應包括電力生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)、狀態(tài)記錄統(tǒng)計無紙化;數(shù)據(jù)信息分層、分流交換自動化;變電站運行發(fā)生故障時能即時提供故障分析報告，指出故障原因，提出故障處理意見等自動化系統(tǒng)，這種管理系統(tǒng)的自動化可以有效地減少運行維護工作量，也降低了工作難度。大部分的變電站自動化系統(tǒng)的監(jiān)控、運動、繼電保護、自動安全裝置等三次和二次設備己經(jīng)基本采用數(shù)字技術。數(shù)字化變電站在站內(nèi)設備的互操作性、信號的光纖傳輸、網(wǎng)絡通信平臺的信息共享等方面進一步體現(xiàn)了運行管理自動化的特點。

2 數(shù)字化變電站的主要優(yōu)勢

正是由于數(shù)字變電站有著如上的三個特點，使得數(shù)字變電站得到了廣泛的認可，逐漸成為新的變電站工作模式。相對于傳統(tǒng)的變電站，數(shù)字化變電站具有如下幾個方面的優(yōu)勢:一是可以共享一個統(tǒng)一的信息平臺。變電站功能越來越強大的同時，其內(nèi)部的各種設備、組件也越來越多，數(shù)字變電站提供的共享平臺，使得保護、監(jiān)控等各種功能都可以使用一個網(wǎng)絡來實現(xiàn)互操作性，不僅降低了成本，而且提高了效率，還便于今后功能的擴展。二是更好的擴展性。數(shù)字變電站的模塊化設計和共享網(wǎng)絡的模式，使得增添新的變電設備或者擴展新功能變得十分簡單，只需要加入到現(xiàn)有網(wǎng)絡即可，而不需對原有設備進行大的變更，使得變電站設備的正常使用周期得以延長，極大的降低了升級更新的成本。三是使用和維護更加方便。傳統(tǒng)的變電站一般都要使用電纜進行信息和控制命令的傳輸，這就需要大量的資金投入和人力維護，而且一旦出現(xiàn)問題很難快速找到根源予以及時處理。數(shù)字化變電設備有著智能化、自動化的特點，極大地簡化的變電站的正常運行和維護的工作量，不僅可以節(jié)省電纜的投入，還可以節(jié)省大量的人力資源，有效提高變電站運行的穩(wěn)定性和安全性。四是精度更加準確。傳統(tǒng)的模擬信號在傳輸過程中很容易產(chǎn)生一定的誤差，這是難以避免的，而數(shù)字變電站使用數(shù)字信號，精度非常高，有效提高了變電站的工作質量。五是更好的安全性。數(shù)字化變電站采用最新的電子式互感器，有效降低了傳統(tǒng)方式可能導致的高壓、差動飽和等問題，有效提高了變電站的安全性。

3 數(shù)字化變電站應用成果分析

數(shù)字化變電站所使用的相關技術和關鍵組件都已經(jīng)較為成熟，其發(fā)展和實際應用早已不是紙上談兵，已經(jīng)得到了理論界的認可和實踐的檢驗，不僅具備優(yōu)異的性能和更好的安全性，而且有著非常廣闊的發(fā)展前景。數(shù)字化變電站還可以有效應對傳統(tǒng)變電站的諸多難點問題，比如傳統(tǒng)傳感器有著非常致命的缺陷，很容易出現(xiàn)問題，而數(shù)字化變電站采用了最新的光電式互感器，可以有效的避免這樣的缺陷。再有傳統(tǒng)變電站中如何實現(xiàn)二次設備與傳感器之間的信息傳遞，一直以來就是一個難題，但是采用數(shù)字化變電站以后，由于所有設備都有著共享的信息平臺，而且相互直接都可以通過公用數(shù)字網(wǎng)絡連接，很好的解決了這一難題?？梢哉f數(shù)字化變電站是近些年各種先進技術的一個集合體，可以有效提高變電站的運行效率和安全穩(wěn)定性，而且已經(jīng)具備了基本的應用可能。我國國家電網(wǎng)公司已經(jīng)開始生產(chǎn)數(shù)字化變電設備，實現(xiàn)了國產(chǎn)化，在積累生產(chǎn)和使用經(jīng)驗的同時，也在不斷創(chuàng)新和完善新功能，同時為是為包括電子式互感器在內(nèi)的各種新技術提供了重要的實踐檢驗機會。

4 結束語

隨著科學技術水平的不斷發(fā)展進步，越來越多的先進技術引入到變電站的設計開發(fā)中，數(shù)字化變電站及其相關技術經(jīng)過多年的發(fā)展實踐，已經(jīng)具備了可行性，成為未來發(fā)展的趨勢，對于我國構建更加安全高效的電網(wǎng)系統(tǒng)有著十分重要的意義。本文的介紹和分析希望能夠更好的促進數(shù)字化變電站在我國更快的應用和普及，以建設一個更加安全、高效的電網(wǎng)，更好的為我國經(jīng)濟發(fā)展提供強力支撐。

［1］張靚，陳翔，數(shù)字化變電站的應用研究［J］，科技風，2010.6:232.

［2］操豐梅，任雁銘，王照，變電站自動化系統(tǒng)互操作實驗建議，電網(wǎng)技術［J］，2005.6.