數(shù)字化變電站智能系統(tǒng)的應(yīng)用與優(yōu)化

王慶旺 李征

（唐山供電公司，河北唐山 063000）

數(shù)字化變電站智能系統(tǒng)的應(yīng)用與優(yōu)化

王慶旺 李征

（唐山供電公司，河北唐山 063000）

當(dāng)今社會，科學(xué)技術(shù)在蓬勃發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已被廣泛運(yùn)用于人們的日常生活以及電力事業(yè)中。數(shù)字化變電站智能管理系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，彌補(bǔ)了以往傳統(tǒng)的變電站管理系統(tǒng)，促進(jìn)了我國電力事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。文章對數(shù)字化變電站的概念進(jìn)行闡述，并與傳統(tǒng)變電站進(jìn)行對比，通過調(diào)查數(shù)字化變電站智能管理系統(tǒng)的應(yīng)用情況，提出進(jìn)一步優(yōu)化數(shù)字化變電站智能管理系統(tǒng)的有效策略，從而促進(jìn)我國電力事業(yè)的蓬勃發(fā)展。

數(shù)字化變電站 智能管理系統(tǒng) 優(yōu)化策略

隨著光電式電流電壓互感器、智能化開關(guān)、變電站運(yùn)行操作培訓(xùn)仿真等技術(shù)的運(yùn)用、通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)IEC61850正式頒布。以上技術(shù)的成熟與進(jìn)步，必然對現(xiàn)有的變電站自動化技術(shù)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，為數(shù)字化變電站的智能系統(tǒng)管理平臺的建立奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。然而，目前關(guān)于數(shù)字化變電站的發(fā)展方向，國內(nèi)長期以來尚缺乏清晰的概念與發(fā)展思路。因此，探討新時期我國數(shù)字化變電站的建設(shè)與發(fā)展方案是一項(xiàng)十分重要的課題。

1 數(shù)字化變電站概念及特點(diǎn)闡述

1.1 數(shù)字化變電站的涵義

數(shù)字化變電站建立在符合國際標(biāo)準(zhǔn)的IEC 61850通信規(guī)范基礎(chǔ)之上，由智能化一次設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備按過程層、間隔層、站控層三層結(jié)構(gòu)體系分層構(gòu)建。數(shù)字化變電站內(nèi)的所有信息采集、處理、傳輸、輸出過程由過去的模擬信息完全轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，由此建立與之相適應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信息共享與設(shè)備合作的現(xiàn)代化管理要求。

1.2 數(shù)字化變電站與傳統(tǒng)變電站的比較

（1）一次設(shè)備智能化；一次設(shè)備被控制的操作驅(qū)動回路與被檢測的信號回路采用光電技術(shù)設(shè)計(jì)與微處理器，數(shù)字公共信號網(wǎng)絡(luò)以及數(shù)字程控器取代了過去使用的導(dǎo)線連接；光電數(shù)字技術(shù)與光纖取代了常規(guī)的控制電纜與強(qiáng)電模擬信號，可編程序取代了二次回路中傳統(tǒng)使用的繼電器與相關(guān)邏輯回路，進(jìn)而優(yōu)化了傳統(tǒng)機(jī)電式繼電器與控制回路的結(jié)構(gòu)［ 《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》，2005年版］。（2）二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化；二次設(shè)備之間的連接完全改用高速的網(wǎng)絡(luò)通信，傳統(tǒng)功能裝置重復(fù)的I/0現(xiàn)場接口被徹底替代。（3）管理系統(tǒng)自動化；變電站運(yùn)行管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)分流交換與信息分層實(shí)現(xiàn)自動化；電力生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)、狀態(tài)記錄、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)實(shí)現(xiàn)無紙化；變電站運(yùn)行發(fā)生故障時，系統(tǒng)能夠即時提供故障分析報告，分析故障原因，制定處理故障的方案；系統(tǒng)能夠自動分析并得出設(shè)備的檢修報告，將傳統(tǒng)的設(shè)備“定期檢修”轉(zhuǎn)變成更加高效的“狀態(tài)檢修”。

2 系統(tǒng)建設(shè)可行性分析

2.1 社會效益分析

數(shù)字化變電站采用光電互感器及光纖，不需要油介質(zhì)，基本上不消耗能量，對環(huán)境無污染，同時節(jié)省了銅資源的消耗；簡化了二次接線，減少自動化設(shè)備數(shù)量，減少設(shè)備的退出次數(shù)與退出時間，避免信號傳輸與處理帶來的附加誤差，提高系統(tǒng)的可靠性；設(shè)備具有相互操作性，提高保護(hù)、測量與計(jì)量系統(tǒng)的精度，減少了操作時間，方便設(shè)備的維護(hù)與更新，提高了工作效率，同時也便于變電站的擴(kuò)建及自動化系統(tǒng)的擴(kuò)充。

2.2 安全性能分析

常規(guī)變電站傳輸模擬信號不能采用光纖技術(shù)，使用的電纜感應(yīng)電磁干擾與一次設(shè)備傳輸過電壓都可能引起二次設(shè)備運(yùn)行異常，導(dǎo)致二次回路接地點(diǎn)的狀態(tài)無法實(shí)時檢測。數(shù)字化變電站一次設(shè)備與二次設(shè)備之間使用光纖通信。由于采用光電互感器，電磁干擾與傳輸過電壓失去了影響二次設(shè)備的途徑，而且也沒有二次回路2點(diǎn)接地的可能性，不存在電流互感器二次開路或電磁式電壓互感器二次短路帶來的危險，實(shí)現(xiàn)了電力信號的徹底隔離，從根本上解決了傳輸通道的抗干擾等安全問題，滿足了電力系統(tǒng)環(huán)保、節(jié)能、安全的要求。

2.3 經(jīng)濟(jì)效益分析

數(shù)字化變電站采用數(shù)字式及光纖電表，相對于常規(guī)電能表要更加精確，不存在模擬傳輸損耗造成的二次壓差及電度表本身的采樣誤差；除電源回路外，只有相應(yīng)的二次邏輯回路，光纜的維護(hù)量較之電纜的維護(hù)量大幅減少，管理更加簡單，維護(hù)更為方便；建設(shè)過程中光纖光纜價格低廉，減少控制電纜數(shù)量，降低了光電互感器的綜合使用成本，實(shí)現(xiàn)信息在運(yùn)行系統(tǒng)與其他支持系統(tǒng)之間的共享，實(shí)現(xiàn)減少重復(fù)建設(shè)與建設(shè)投資，在整體上減少了變電站壽命周期內(nèi)的總體成本。

3 傳統(tǒng)變電站存在的不足

3.1 智能化新技術(shù)應(yīng)用適應(yīng)性差

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，與變電站自動化管理系統(tǒng)相關(guān)的通信、嵌入式應(yīng)用等技術(shù)的更新速度比變電站自動化系統(tǒng)的更新速度要快很多。但是，由于常規(guī)變電站還不能很好的達(dá)到互操作性與信息的有效共享，導(dǎo)致現(xiàn)有的變電站自動化系統(tǒng)設(shè)備部分更新時需要付出相當(dāng)?shù)牡母郊映杀尽?/p>

3.2 建模的差異使信息難以共享

由于對變電站自動化系統(tǒng)、變電站與控制中心之間的通信以及控制中心層面不同應(yīng)用之間缺乏統(tǒng)一的建模規(guī)范。不同應(yīng)用之間的缺乏統(tǒng)一的通信標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備接口不規(guī)范，規(guī)約需要轉(zhuǎn)換，設(shè)備間不具有“互操作性”，從變電站自動化系統(tǒng)收集的各種信息在向控制中心進(jìn)行傳遞與控制中心不同應(yīng)用之間的共享這兩個層面都存在一定的障礙，無法實(shí)現(xiàn)共享系統(tǒng)信息。

3.3 建設(shè)投資與資源利用的矛盾

當(dāng)電力系統(tǒng)的運(yùn)行需要在有效性與可靠性之間權(quán)衡選擇時，無論是操作或是設(shè)計(jì)，都偏向于降低有效性以確保系統(tǒng)的可靠性。為保留足夠的穩(wěn)定裕度，又不能充分發(fā)揮現(xiàn)有資源的作用。每增加以此二次功能，就需要增加相應(yīng)的二次設(shè)備與電纜，造成信息重復(fù)采集，設(shè)備種類繁多。這就無法有效地保證實(shí)現(xiàn)可靠、穩(wěn)定、安全、高效、環(huán)保的系統(tǒng)的運(yùn)行。

4 結(jié)語

綜上所述，數(shù)字化變電站智能管理系統(tǒng)的建設(shè)是一個長期的系統(tǒng)工程。擁有系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新、管理觀念更新的數(shù)字化變電站智能管理系統(tǒng)，提高了電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益與安全保障，也在很大程度上提高了系統(tǒng)的自動化水平。建立數(shù)字化變電站智能管理系統(tǒng)是電力系統(tǒng)現(xiàn)代化發(fā)展的必然趨勢。因此要實(shí)現(xiàn)建立數(shù)字化變電站智能管理系統(tǒng)這一目標(biāo)，還有許多技術(shù)問題需要我們不斷地探索與研究。隨著技術(shù)的進(jìn)步，以及管理觀念的更新，相信我國的我國的電力事業(yè)將會取得更長遠(yuǎn)的發(fā)展。

［1］張文力.淺談數(shù)字化變電站的應(yīng)用［J］.中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2011（7）.

［2］王元冬，王付衛(wèi).數(shù)字化變電站自動化技術(shù)淺析［J］.云南電力技術(shù)，2008（6）.