智能电网环境下的数字变电站建设研究

前言  传统变电站模式已经不适应现代电力大系统的管理要求。数字化变电站可以认为是变电站自动化技术发展至今所经历阶段性的必然结果，目前的变电站应用先进的现代化技术，在各级电力网络中成为中转、变换、输配的重要环节，强有力地发挥了其安全、稳定运行的作用。

一、数字变电站的技术基础

对数字化变电站而言，其表现形式可以这样理解为在获取信息、处理信息、传输信息时的过程中，设备在实现全部智能化的基础上，信息完全以数字化形式来进行网络通信，并且网络的接口是标准化的，在管理和操作的具体内容上是自动化形式，具备这样内涵的的变电站可以认为基本上具备了数字化变电站的主要特征。

对于以上数字化变电站，可以通过以下内容来描述其技术基础。

1.信号采集和回路驱动与控制全面数字化。运用微处理器和光电技术来达到信号采集和驱动数字化，在逻辑控制和继电器回路中应用PLC(可编程控制器)来实现数字化，在有线信号载体方面使用光电转换线缆和光纤完成数字化信息传输。

2.二次设备网络化。二次设备信息交流、保护、分布式协调控制形成网络体系，变电站中的保护单元、检测、故障诊断、无功控制均采用标准化微机设计组建采用高速网络通信技术，二次设备通过全网络化来实现资源共享、信息集成支撑。

二、数字化变电站的一次智能设备

智能化的一次设备，信息共享位数字变电站提供了扎实的基础，具有高准确性和可靠性的测控水平，保证二次设备精确获取信息。

1.智能开关

所谓智能开关就是既配置传感器、控制器和执行机构又设置标准数字接口的可实现网络通信功能的开关设备。这种设备具有开关基本的功能外，还能能通过网络成为数字化监测的组成部分，同时具备自诊断、自评估功能。其特点表现为监测精确、可靠性高，能够实现智能控制和顺序控制，可通过数字化接口或接口转换后挂接在总线或控制网络上。

2.智能变压器

智能电力变压器是数字化变电站重要的基础设备，可以实现不同电压等级交流电网的能量转换。与智能开关相同，智能变压器也配有传感器、控制器和执行机构，拥有数字化的网络接口。除具有一般变压器的功能外，还具备状态监测、评估和维护。

与传统的一次设备相比，智能化设备接受指令能快速响应，准确动作，且具有自适应性。

三、数字化变电站的网络监控

“数字”变电站离不开网络技术，网络技术为实现数字化变电站提供了有效载体。按照IEC61850标准接口建模，采用分布式网络结构形式，通常把一、二次设备分为设备级、单元级和站级。站级是最高一级，包括监控主机、工程师站和信号远传装置。单元级包括测控设备，分布式的继电保护单元、PT切换、故障录波、电压及无功控制单元等。设备级包括变压器、断路器、电流及电压互感器、隔离开关等设备。

通过网络将三级设备和装置连接在一起，数字变电站监控系统完成数据采集与处理、事件顺序记录、故障记录、操作控制、安全监视和人机联系功能。

四、数字变电站管理操作

操作和管理自动化是数字变电站建设内容的一个重要方面，在网络通信的基础上，对变电站内的运行状况、历史数据分析，准确模拟系统设备操作和管理。进一步加强变电站中的操作和管理，尤其是推广其自动化技术，对保证变电站内部供电的可靠性以及设备维修，准确分析设备有积极作用。

状态监测与检修是及时确定事故并实现设备科学管理的关键技术。通过状态监测还可完成大量原始数据的归纳和分析，进行故障分析和故障诊断。为维护和检修设备给予指导，评估电力系统可靠性，还需建立状态评估体系评估电网风险。

结论数字化变电站是建设智能电力系统的重要部分，采用先进的技术拓宽变电站功能的发展创新空间，必将在未来为电网安全、经济、稳定运行发挥巨大作用。