變電站數(shù)字化改造技術(shù)的探討

摘 要 當(dāng)前變電站數(shù)字化改造是電網(wǎng)改造的一個(gè)重點(diǎn)，并且隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、智能斷路器、IEC61850標(biāo)準(zhǔn)及電子式互感技術(shù)的不斷成熟，為變電站數(shù)字化改造提供充足的技術(shù)保障?；诖?，本文就某變電站數(shù)字化改造過(guò)程，對(duì)其改造技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞 變電站;數(shù)字化;改造技術(shù)

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）22-0104-01

變電站數(shù)字化改造將是未來(lái)變電站建設(shè)的重要內(nèi)容，而加強(qiáng)對(duì)變電站數(shù)字化改造技術(shù)的研究將有助于此類工作經(jīng)驗(yàn)的不斷完善，積累并形成一整套標(biāo)準(zhǔn)化的改造方案，最終給予建設(shè)人員、電網(wǎng)設(shè)計(jì)科學(xué)的、成熟的指導(dǎo)。

1 數(shù)字化變電站的主要架構(gòu)

數(shù)字化變電站根據(jù)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)及一次設(shè)備智能化，二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化的整合思路，將其分為過(guò)程、間隔及站控三層，在過(guò)程層中由輸入、輸出職能單位及模擬量收集合并單元組成;間隔層由測(cè)控裝置和保護(hù)裝置構(gòu)成;最后的站控層則主要包括故障信息、運(yùn)動(dòng)及監(jiān)控子系統(tǒng)等部分組成。

2 變電站數(shù)字化改造的一些具體技術(shù)

1）過(guò)程層技術(shù)改造。變電站一次設(shè)備和保護(hù)及測(cè)控裝置主要由電纜連接，并實(shí)現(xiàn)對(duì)刀閘和開(kāi)關(guān)的控制及電氣量的采集。而就一次設(shè)備數(shù)字化改造終端來(lái)說(shuō)，其主要由變壓器、智能單元、合并單元及智能操作箱等組成，常規(guī)一次設(shè)備和智能終端兩者由電纜連接，并將其中電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)，通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)為媒介，實(shí)現(xiàn)間隔層裝置與一次設(shè)備之間的信息交互。

2）間隔層技術(shù)改造。對(duì)于變電站二次系統(tǒng)，設(shè)備與運(yùn)行狀態(tài)及保護(hù)裝置模擬量信息均要求使用電纜傳送，此時(shí)動(dòng)作邏輯要求在多個(gè)裝置間進(jìn)行啟動(dòng)信號(hào)或閉鎖信號(hào)，而對(duì)于各個(gè)間隔層設(shè)備與過(guò)程層設(shè)備之間及各間隔層設(shè)備之間均要求使用很多電纜連接，這使得二次回路中的接線較為復(fù)雜，實(shí)際使用過(guò)程中可靠性不高。實(shí)際數(shù)字化技術(shù)改造使用變電站IEC61850標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中的GOOSE輸入、輸出功能測(cè)控和保護(hù)裝置，整個(gè)間隔層各裝置之間利用雙重化以太網(wǎng)直接聯(lián)系，并且開(kāi)關(guān)量信息和共享模擬量通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)共享，其中開(kāi)關(guān)量和模擬量傳輸使用IEC61850中的單播采樣中（SMV）服務(wù)及雙向通用對(duì)象中的GOOSE服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖1為變電站數(shù)字化改造后的GOOSE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。

圖1 變電站數(shù)字化改造后的GOOSE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

3）站控層技術(shù)改造。對(duì)于站控層網(wǎng)絡(luò)其使用網(wǎng)線直接連接，并使用雙重化配置，站控層和間隔層之間根據(jù)相關(guān)規(guī)范MMS并利用網(wǎng)絡(luò)做數(shù)據(jù)信息交互，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)變電站的控制和監(jiān)視，如圖2為變電站數(shù)字化改造中站控層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建簡(jiǎn)圖。另外對(duì)于MMS來(lái)說(shuō)，其是ISOTC840維護(hù)和開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)上的IEO或計(jì)算機(jī)之間監(jiān)控信息及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換的一套獨(dú)立規(guī)范。該技術(shù)改造主要包括信號(hào)上送、測(cè)量上送、控制及故障報(bào)告等功能。

圖2 站控層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

3 某變電站數(shù)字化改造技術(shù)具體分析

某常規(guī)變電站一次設(shè)備使用電磁型設(shè)備，自動(dòng)化及保護(hù)系統(tǒng)采用綜合站配置，該變電站間隔層和過(guò)程層使用電纜進(jìn)行連接，站控層使用以太網(wǎng)組網(wǎng)并與間隔層裝置之間做數(shù)據(jù)交換，整個(gè)變電站一共有2臺(tái)110kV兩圈變壓器，使用線編組接線，在正常工況下，每個(gè)電壓器各有1段10 kV母線，其中主變壓器高壓側(cè)開(kāi)關(guān)為101、102，而主變壓器低壓側(cè)開(kāi)關(guān)則為701、702，而整個(gè)701到702是10 kV饋線小車(chē)開(kāi)關(guān)。

根據(jù)IEC61850體系，并使用某公司PCS系列智能單元、常規(guī)合并單元及保護(hù)測(cè)控一體化裝置進(jìn)行該變電站數(shù)字化技術(shù)改造，改造完成之后建構(gòu)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于間隔層和過(guò)程層間使用了雙重化連接的光纖網(wǎng)絡(luò)，并通過(guò)GOOSE與SMV服務(wù)形式對(duì)開(kāi)關(guān)量和模擬量進(jìn)行傳遞，整個(gè)過(guò)程層與間隔層利用雙重化MMS網(wǎng)絡(luò)做信息共享。

變電站數(shù)字化技術(shù)改造結(jié)束之后，10 kV側(cè)間隔層利用SMV及GOOSE進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信息傳輸，而間隔層設(shè)備的相互配合節(jié)省了大量的繼電器和電纜使用，整個(gè)變電站的五防閉鎖使用了GOOSE網(wǎng)絡(luò)開(kāi)關(guān)量傳輸。而因?yàn)镚OOSE網(wǎng)絡(luò)能夠提供網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)自檢，因此有效防止了因?yàn)槔^電器問(wèn)題而導(dǎo)致的檢測(cè)弊端出現(xiàn)，進(jìn)而有效的增強(qiáng)了整個(gè)變電站實(shí)際操作的安全性。另外該110kV變壓器使用保護(hù)測(cè)控一體化，并利用網(wǎng)絡(luò)與后臺(tái)控制機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，這一配置和過(guò)去的主變壓器和測(cè)控相互獨(dú)立、后備保護(hù)與主保護(hù)分離相比，有效增強(qiáng)了供電可靠性。

母線保護(hù)功能通過(guò)簡(jiǎn)易母差保護(hù)合理分散至各間隔保護(hù)單元中，與過(guò)去相比，不再機(jī)械重復(fù)對(duì)交流信息采集，所有故障信息都通過(guò)GOOSE機(jī)制傳輸至間隔層設(shè)備，并結(jié)合一些具體的運(yùn)行方式，綜合分析具體故障，并發(fā)送跳閘命令，保證了繼電保護(hù)的速度，并及時(shí)切除母線故障，有效保證一次設(shè)備的安全。另外通過(guò)將母線實(shí)際運(yùn)行信息利用網(wǎng)絡(luò)做采集、并集中進(jìn)行處理、邏輯判斷，然后將減載信息利用GOOSE服務(wù)傳輸至各個(gè)間隔層設(shè)備中并分散執(zhí)行，和過(guò)去的低周低壓減載裝置比較，有效減少了一些信息的重復(fù)采集及一些定值的重復(fù)定整，使得動(dòng)作邏輯更加簡(jiǎn)潔可靠，最終切實(shí)保證了供電的可靠性。

4 結(jié)束語(yǔ)

變電站數(shù)字化改造技術(shù)，其以數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有機(jī)結(jié)合電網(wǎng)運(yùn)行發(fā)展，對(duì)于提高電力系統(tǒng)可靠性及自動(dòng)化水平等方面意義重大，但是值得注意的是，變電站數(shù)字化改造技術(shù)仍然處在研發(fā)探索階段，其推廣應(yīng)用仍然需要廣大學(xué)者不斷研究，以最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)數(shù)字化變電站自動(dòng)化功能。

參考文獻(xiàn)

[1]劉志秀.淺談綜合自動(dòng)化變電站的安全管理及運(yùn)行管理[J].河北煤炭，2009（02）.

[2]洪毅文.220 kV變電站數(shù)字化改造的難點(diǎn)與解決方案[J].廣東電力，2010（02）.

[3]杭琳，潘朝賢.110 kV變電站數(shù)字化改造實(shí)踐[J].江蘇電機(jī)工程，2010（02）.

作者簡(jiǎn)介

靳啟亮（1981-），男，漢族，吉林省蛟河縣人，本科，助理工程師，2003年畢業(yè)于東北農(nóng)業(yè)大學(xué)電子及計(jì)算機(jī)專業(yè)后入伍，2008年7月進(jìn)入國(guó)網(wǎng)黑龍江省電力有限公司哈爾濱供電公司賓州220 kV變電站工作，2012年7月調(diào)入哈爾濱供電公司哈東運(yùn)維站，研究方向：電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化，從事的工作：變電運(yùn)維主值班員。endprint

摘 要 當(dāng)前變電站數(shù)字化改造是電網(wǎng)改造的一個(gè)重點(diǎn)，并且隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、智能斷路器、IEC61850標(biāo)準(zhǔn)及電子式互感技術(shù)的不斷成熟，為變電站數(shù)字化改造提供充足的技術(shù)保障。基于此，本文就某變電站數(shù)字化改造過(guò)程，對(duì)其改造技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞 變電站;數(shù)字化;改造技術(shù)

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）22-0104-01

變電站數(shù)字化改造將是未來(lái)變電站建設(shè)的重要內(nèi)容，而加強(qiáng)對(duì)變電站數(shù)字化改造技術(shù)的研究將有助于此類工作經(jīng)驗(yàn)的不斷完善，積累并形成一整套標(biāo)準(zhǔn)化的改造方案，最終給予建設(shè)人員、電網(wǎng)設(shè)計(jì)科學(xué)的、成熟的指導(dǎo)。

1 數(shù)字化變電站的主要架構(gòu)

數(shù)字化變電站根據(jù)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)及一次設(shè)備智能化，二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化的整合思路，將其分為過(guò)程、間隔及站控三層，在過(guò)程層中由輸入、輸出職能單位及模擬量收集合并單元組成;間隔層由測(cè)控裝置和保護(hù)裝置構(gòu)成;最后的站控層則主要包括故障信息、運(yùn)動(dòng)及監(jiān)控子系統(tǒng)等部分組成。

2 變電站數(shù)字化改造的一些具體技術(shù)

1）過(guò)程層技術(shù)改造。變電站一次設(shè)備和保護(hù)及測(cè)控裝置主要由電纜連接，并實(shí)現(xiàn)對(duì)刀閘和開(kāi)關(guān)的控制及電氣量的采集。而就一次設(shè)備數(shù)字化改造終端來(lái)說(shuō)，其主要由變壓器、智能單元、合并單元及智能操作箱等組成，常規(guī)一次設(shè)備和智能終端兩者由電纜連接，并將其中電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)，通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)為媒介，實(shí)現(xiàn)間隔層裝置與一次設(shè)備之間的信息交互。

2）間隔層技術(shù)改造。對(duì)于變電站二次系統(tǒng)，設(shè)備與運(yùn)行狀態(tài)及保護(hù)裝置模擬量信息均要求使用電纜傳送，此時(shí)動(dòng)作邏輯要求在多個(gè)裝置間進(jìn)行啟動(dòng)信號(hào)或閉鎖信號(hào)，而對(duì)于各個(gè)間隔層設(shè)備與過(guò)程層設(shè)備之間及各間隔層設(shè)備之間均要求使用很多電纜連接，這使得二次回路中的接線較為復(fù)雜，實(shí)際使用過(guò)程中可靠性不高。實(shí)際數(shù)字化技術(shù)改造使用變電站IEC61850標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中的GOOSE輸入、輸出功能測(cè)控和保護(hù)裝置，整個(gè)間隔層各裝置之間利用雙重化以太網(wǎng)直接聯(lián)系，并且開(kāi)關(guān)量信息和共享模擬量通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)共享，其中開(kāi)關(guān)量和模擬量傳輸使用IEC61850中的單播采樣中（SMV）服務(wù)及雙向通用對(duì)象中的GOOSE服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖1為變電站數(shù)字化改造后的GOOSE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。

圖1 變電站數(shù)字化改造后的GOOSE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

3）站控層技術(shù)改造。對(duì)于站控層網(wǎng)絡(luò)其使用網(wǎng)線直接連接，并使用雙重化配置，站控層和間隔層之間根據(jù)相關(guān)規(guī)范MMS并利用網(wǎng)絡(luò)做數(shù)據(jù)信息交互，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)變電站的控制和監(jiān)視，如圖2為變電站數(shù)字化改造中站控層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建簡(jiǎn)圖。另外對(duì)于MMS來(lái)說(shuō)，其是ISOTC840維護(hù)和開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)上的IEO或計(jì)算機(jī)之間監(jiān)控信息及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換的一套獨(dú)立規(guī)范。該技術(shù)改造主要包括信號(hào)上送、測(cè)量上送、控制及故障報(bào)告等功能。

圖2 站控層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

3 某變電站數(shù)字化改造技術(shù)具體分析

某常規(guī)變電站一次設(shè)備使用電磁型設(shè)備，自動(dòng)化及保護(hù)系統(tǒng)采用綜合站配置，該變電站間隔層和過(guò)程層使用電纜進(jìn)行連接，站控層使用以太網(wǎng)組網(wǎng)并與間隔層裝置之間做數(shù)據(jù)交換，整個(gè)變電站一共有2臺(tái)110kV兩圈變壓器，使用線編組接線，在正常工況下，每個(gè)電壓器各有1段10 kV母線，其中主變壓器高壓側(cè)開(kāi)關(guān)為101、102，而主變壓器低壓側(cè)開(kāi)關(guān)則為701、702，而整個(gè)701到702是10 kV饋線小車(chē)開(kāi)關(guān)。

根據(jù)IEC61850體系，并使用某公司PCS系列智能單元、常規(guī)合并單元及保護(hù)測(cè)控一體化裝置進(jìn)行該變電站數(shù)字化技術(shù)改造，改造完成之后建構(gòu)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于間隔層和過(guò)程層間使用了雙重化連接的光纖網(wǎng)絡(luò)，并通過(guò)GOOSE與SMV服務(wù)形式對(duì)開(kāi)關(guān)量和模擬量進(jìn)行傳遞，整個(gè)過(guò)程層與間隔層利用雙重化MMS網(wǎng)絡(luò)做信息共享。

變電站數(shù)字化技術(shù)改造結(jié)束之后，10 kV側(cè)間隔層利用SMV及GOOSE進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信息傳輸，而間隔層設(shè)備的相互配合節(jié)省了大量的繼電器和電纜使用，整個(gè)變電站的五防閉鎖使用了GOOSE網(wǎng)絡(luò)開(kāi)關(guān)量傳輸。而因?yàn)镚OOSE網(wǎng)絡(luò)能夠提供網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)自檢，因此有效防止了因?yàn)槔^電器問(wèn)題而導(dǎo)致的檢測(cè)弊端出現(xiàn)，進(jìn)而有效的增強(qiáng)了整個(gè)變電站實(shí)際操作的安全性。另外該110kV變壓器使用保護(hù)測(cè)控一體化，并利用網(wǎng)絡(luò)與后臺(tái)控制機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，這一配置和過(guò)去的主變壓器和測(cè)控相互獨(dú)立、后備保護(hù)與主保護(hù)分離相比，有效增強(qiáng)了供電可靠性。

母線保護(hù)功能通過(guò)簡(jiǎn)易母差保護(hù)合理分散至各間隔保護(hù)單元中，與過(guò)去相比，不再機(jī)械重復(fù)對(duì)交流信息采集，所有故障信息都通過(guò)GOOSE機(jī)制傳輸至間隔層設(shè)備，并結(jié)合一些具體的運(yùn)行方式，綜合分析具體故障，并發(fā)送跳閘命令，保證了繼電保護(hù)的速度，并及時(shí)切除母線故障，有效保證一次設(shè)備的安全。另外通過(guò)將母線實(shí)際運(yùn)行信息利用網(wǎng)絡(luò)做采集、并集中進(jìn)行處理、邏輯判斷，然后將減載信息利用GOOSE服務(wù)傳輸至各個(gè)間隔層設(shè)備中并分散執(zhí)行，和過(guò)去的低周低壓減載裝置比較，有效減少了一些信息的重復(fù)采集及一些定值的重復(fù)定整，使得動(dòng)作邏輯更加簡(jiǎn)潔可靠，最終切實(shí)保證了供電的可靠性。

4 結(jié)束語(yǔ)

變電站數(shù)字化改造技術(shù)，其以數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有機(jī)結(jié)合電網(wǎng)運(yùn)行發(fā)展，對(duì)于提高電力系統(tǒng)可靠性及自動(dòng)化水平等方面意義重大，但是值得注意的是，變電站數(shù)字化改造技術(shù)仍然處在研發(fā)探索階段，其推廣應(yīng)用仍然需要廣大學(xué)者不斷研究，以最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)數(shù)字化變電站自動(dòng)化功能。

參考文獻(xiàn)

[1]劉志秀.淺談綜合自動(dòng)化變電站的安全管理及運(yùn)行管理[J].河北煤炭，2009（02）.

[2]洪毅文.220 kV變電站數(shù)字化改造的難點(diǎn)與解決方案[J].廣東電力，2010（02）.

[3]杭琳，潘朝賢.110 kV變電站數(shù)字化改造實(shí)踐[J].江蘇電機(jī)工程，2010（02）.

作者簡(jiǎn)介

靳啟亮（1981-），男，漢族，吉林省蛟河縣人，本科，助理工程師，2003年畢業(yè)于東北農(nóng)業(yè)大學(xué)電子及計(jì)算機(jī)專業(yè)后入伍，2008年7月進(jìn)入國(guó)網(wǎng)黑龍江省電力有限公司哈爾濱供電公司賓州220 kV變電站工作，2012年7月調(diào)入哈爾濱供電公司哈東運(yùn)維站，研究方向：電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化，從事的工作：變電運(yùn)維主值班員。endprint

摘 要 當(dāng)前變電站數(shù)字化改造是電網(wǎng)改造的一個(gè)重點(diǎn)，并且隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、智能斷路器、IEC61850標(biāo)準(zhǔn)及電子式互感技術(shù)的不斷成熟，為變電站數(shù)字化改造提供充足的技術(shù)保障?；诖?，本文就某變電站數(shù)字化改造過(guò)程，對(duì)其改造技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞 變電站;數(shù)字化;改造技術(shù)

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）22-0104-01

變電站數(shù)字化改造將是未來(lái)變電站建設(shè)的重要內(nèi)容，而加強(qiáng)對(duì)變電站數(shù)字化改造技術(shù)的研究將有助于此類工作經(jīng)驗(yàn)的不斷完善，積累并形成一整套標(biāo)準(zhǔn)化的改造方案，最終給予建設(shè)人員、電網(wǎng)設(shè)計(jì)科學(xué)的、成熟的指導(dǎo)。

1 數(shù)字化變電站的主要架構(gòu)

數(shù)字化變電站根據(jù)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)及一次設(shè)備智能化，二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化的整合思路，將其分為過(guò)程、間隔及站控三層，在過(guò)程層中由輸入、輸出職能單位及模擬量收集合并單元組成;間隔層由測(cè)控裝置和保護(hù)裝置構(gòu)成;最后的站控層則主要包括故障信息、運(yùn)動(dòng)及監(jiān)控子系統(tǒng)等部分組成。

2 變電站數(shù)字化改造的一些具體技術(shù)

1）過(guò)程層技術(shù)改造。變電站一次設(shè)備和保護(hù)及測(cè)控裝置主要由電纜連接，并實(shí)現(xiàn)對(duì)刀閘和開(kāi)關(guān)的控制及電氣量的采集。而就一次設(shè)備數(shù)字化改造終端來(lái)說(shuō)，其主要由變壓器、智能單元、合并單元及智能操作箱等組成，常規(guī)一次設(shè)備和智能終端兩者由電纜連接，并將其中電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)，通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)為媒介，實(shí)現(xiàn)間隔層裝置與一次設(shè)備之間的信息交互。

2）間隔層技術(shù)改造。對(duì)于變電站二次系統(tǒng)，設(shè)備與運(yùn)行狀態(tài)及保護(hù)裝置模擬量信息均要求使用電纜傳送，此時(shí)動(dòng)作邏輯要求在多個(gè)裝置間進(jìn)行啟動(dòng)信號(hào)或閉鎖信號(hào)，而對(duì)于各個(gè)間隔層設(shè)備與過(guò)程層設(shè)備之間及各間隔層設(shè)備之間均要求使用很多電纜連接，這使得二次回路中的接線較為復(fù)雜，實(shí)際使用過(guò)程中可靠性不高。實(shí)際數(shù)字化技術(shù)改造使用變電站IEC61850標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中的GOOSE輸入、輸出功能測(cè)控和保護(hù)裝置，整個(gè)間隔層各裝置之間利用雙重化以太網(wǎng)直接聯(lián)系，并且開(kāi)關(guān)量信息和共享模擬量通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)共享，其中開(kāi)關(guān)量和模擬量傳輸使用IEC61850中的單播采樣中（SMV）服務(wù)及雙向通用對(duì)象中的GOOSE服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖1為變電站數(shù)字化改造后的GOOSE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。

圖1 變電站數(shù)字化改造后的GOOSE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

3）站控層技術(shù)改造。對(duì)于站控層網(wǎng)絡(luò)其使用網(wǎng)線直接連接，并使用雙重化配置，站控層和間隔層之間根據(jù)相關(guān)規(guī)范MMS并利用網(wǎng)絡(luò)做數(shù)據(jù)信息交互，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)變電站的控制和監(jiān)視，如圖2為變電站數(shù)字化改造中站控層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建簡(jiǎn)圖。另外對(duì)于MMS來(lái)說(shuō)，其是ISOTC840維護(hù)和開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)上的IEO或計(jì)算機(jī)之間監(jiān)控信息及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換的一套獨(dú)立規(guī)范。該技術(shù)改造主要包括信號(hào)上送、測(cè)量上送、控制及故障報(bào)告等功能。

圖2 站控層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

3 某變電站數(shù)字化改造技術(shù)具體分析

某常規(guī)變電站一次設(shè)備使用電磁型設(shè)備，自動(dòng)化及保護(hù)系統(tǒng)采用綜合站配置，該變電站間隔層和過(guò)程層使用電纜進(jìn)行連接，站控層使用以太網(wǎng)組網(wǎng)并與間隔層裝置之間做數(shù)據(jù)交換，整個(gè)變電站一共有2臺(tái)110kV兩圈變壓器，使用線編組接線，在正常工況下，每個(gè)電壓器各有1段10 kV母線，其中主變壓器高壓側(cè)開(kāi)關(guān)為101、102，而主變壓器低壓側(cè)開(kāi)關(guān)則為701、702，而整個(gè)701到702是10 kV饋線小車(chē)開(kāi)關(guān)。

根據(jù)IEC61850體系，并使用某公司PCS系列智能單元、常規(guī)合并單元及保護(hù)測(cè)控一體化裝置進(jìn)行該變電站數(shù)字化技術(shù)改造，改造完成之后建構(gòu)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于間隔層和過(guò)程層間使用了雙重化連接的光纖網(wǎng)絡(luò)，并通過(guò)GOOSE與SMV服務(wù)形式對(duì)開(kāi)關(guān)量和模擬量進(jìn)行傳遞，整個(gè)過(guò)程層與間隔層利用雙重化MMS網(wǎng)絡(luò)做信息共享。

變電站數(shù)字化技術(shù)改造結(jié)束之后，10 kV側(cè)間隔層利用SMV及GOOSE進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信息傳輸，而間隔層設(shè)備的相互配合節(jié)省了大量的繼電器和電纜使用，整個(gè)變電站的五防閉鎖使用了GOOSE網(wǎng)絡(luò)開(kāi)關(guān)量傳輸。而因?yàn)镚OOSE網(wǎng)絡(luò)能夠提供網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)自檢，因此有效防止了因?yàn)槔^電器問(wèn)題而導(dǎo)致的檢測(cè)弊端出現(xiàn)，進(jìn)而有效的增強(qiáng)了整個(gè)變電站實(shí)際操作的安全性。另外該110kV變壓器使用保護(hù)測(cè)控一體化，并利用網(wǎng)絡(luò)與后臺(tái)控制機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，這一配置和過(guò)去的主變壓器和測(cè)控相互獨(dú)立、后備保護(hù)與主保護(hù)分離相比，有效增強(qiáng)了供電可靠性。

母線保護(hù)功能通過(guò)簡(jiǎn)易母差保護(hù)合理分散至各間隔保護(hù)單元中，與過(guò)去相比，不再機(jī)械重復(fù)對(duì)交流信息采集，所有故障信息都通過(guò)GOOSE機(jī)制傳輸至間隔層設(shè)備，并結(jié)合一些具體的運(yùn)行方式，綜合分析具體故障，并發(fā)送跳閘命令，保證了繼電保護(hù)的速度，并及時(shí)切除母線故障，有效保證一次設(shè)備的安全。另外通過(guò)將母線實(shí)際運(yùn)行信息利用網(wǎng)絡(luò)做采集、并集中進(jìn)行處理、邏輯判斷，然后將減載信息利用GOOSE服務(wù)傳輸至各個(gè)間隔層設(shè)備中并分散執(zhí)行，和過(guò)去的低周低壓減載裝置比較，有效減少了一些信息的重復(fù)采集及一些定值的重復(fù)定整，使得動(dòng)作邏輯更加簡(jiǎn)潔可靠，最終切實(shí)保證了供電的可靠性。

4 結(jié)束語(yǔ)

變電站數(shù)字化改造技術(shù)，其以數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有機(jī)結(jié)合電網(wǎng)運(yùn)行發(fā)展，對(duì)于提高電力系統(tǒng)可靠性及自動(dòng)化水平等方面意義重大，但是值得注意的是，變電站數(shù)字化改造技術(shù)仍然處在研發(fā)探索階段，其推廣應(yīng)用仍然需要廣大學(xué)者不斷研究，以最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)數(shù)字化變電站自動(dòng)化功能。

參考文獻(xiàn)

[1]劉志秀.淺談綜合自動(dòng)化變電站的安全管理及運(yùn)行管理[J].河北煤炭，2009（02）.

[2]洪毅文.220 kV變電站數(shù)字化改造的難點(diǎn)與解決方案[J].廣東電力，2010（02）.

[3]杭琳，潘朝賢.110 kV變電站數(shù)字化改造實(shí)踐[J].江蘇電機(jī)工程，2010（02）.

作者簡(jiǎn)介

靳啟亮（1981-），男，漢族，吉林省蛟河縣人，本科，助理工程師，2003年畢業(yè)于東北農(nóng)業(yè)大學(xué)電子及計(jì)算機(jī)專業(yè)后入伍，2008年7月進(jìn)入國(guó)網(wǎng)黑龍江省電力有限公司哈爾濱供電公司賓州220 kV變電站工作，2012年7月調(diào)入哈爾濱供電公司哈東運(yùn)維站，研究方向：電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化，從事的工作：變電運(yùn)維主值班員。endprint