數字化變電站技術應用研究

    周開顏，陳德洪

    (蘭州石化公司，甘肅蘭州730060)

摘要：研究了數字化變電站技術的發展、特點和目前狀況，分析了某110kv零號變電站綜合自動化系統，討論了數字化變電站技術的實際應用。

1引言

    變電站綜合自動化系統屬于電力系統的“二次部分”，是一個變電站設備管理的中樞神經系統，隨著通信技術迅速發展，變電站的“一次部分”和“二次部分”聯系日益緊密，衍生出“數字化變電站”的概念和技術。數字化變電站技術將日趨成熟，本文對數字化變電站技術在某變電站的實際應用情況做一介紹。

2數字化變電站介紹

2．1數字化變電站的介紹

    1995年德國提出了電力系統iec61850標準的設想并開始制定，iec61850是面向未來的變電站自動化技術標準，也是全世界關于變電站自動化系統的第一個完整的通信標準體系。我國電力系統管理及其信息交換標準化技術委員會自2000年起，對iec61850進行轉化，用近5年的時間，完成了iec61850到行業標準dl／t860的轉化。

  數字化變電站三個主要的特征就是“一次設備智能化，二次設備網絡化，符合iec61850標準”，即數字化變電站內的信息全部做到數字化，信息傳遞實現網絡化，通信模型達到標準化，使各種設備和功能共享統一的信息平臺。這使得數字化變電站在系統可靠性、經濟性、維護簡便性方面均比常規變電站有大幅度提升。數字化變電站技術是變電站自動化技術發展中具有里程碑意義的一次變革，對變電站自動化系統的各方面將產生深遠的影響。

2-2數字化變電站的模型

2-2．1主要特征

    數字化變電站是以變電站一、二次設備為數字化對象，以高速網絡通信平臺為基礎，將物理設備虛擬化，對數字化信息進行標準化，實現信息共享和互操作，滿足安全可靠、技術先進、經濟運行要求的變電站。

2.2 2核心技術

    (1)基于iec61850標準的以太網通信技術

    符合iec61850標準的變電站通信網絡和系統、智能化的一次設備(如電子式互感器、智能化開關等)、網絡化的二次設備、自動化的運行管理系統。從長遠發展來看，面向數字化電網的需求，數字化變電站技術還將涉及的內容有：變電站之間、變電站與控制中心之間的信息交互技術，信息安全技術，廣域同步采樣技術、實時動態監測技術，電能質量在線監測技術、實時分析技術，以及一、二次系統的技術融合。

  (2)電子式互感器

  光電互感器是利用光學玻璃或光纖傳感技術來實現電力系統電壓、電流測量的新型互感器。它是光學電壓互感器(0vt)、光學電流互感器(oct)、組合式光學互感器等各種光學互感器的通稱。所利用的物理效應也很多，如p0ckels效應、kerr效應、逆壓電效應、磁致伸縮效應、farady磁光效應、電熱效應等類型。其中利用pockels效應測量電壓，利用faradv效應測量電流的方法最直接，且裝置******、精度高。因此應用范圍****，研究力度也****，是****發展潛力的無源光電互感器。

2 2.3典型方案

    數字化變電站實施方案一如圖1所示，數字化變電站實施方案二如圖2所示。

2．3數字化變電站的發展狀況

    近年來國內智能化一次設備產品質量提升非常快，從一些試運行站的近期反饋情況可以看出，智能化一次設備已經從初期的不穩定達到了基本滿足現場應用的水平。工業以太網是隨著微機保護開始應用于電力系統的，更是成為近幾年的變電站自動化系統的主流通信方式。在大量的工程實踐證明站控層與間隔層之間的以太網通信的可靠性不存在任何問題。而間隔層與過程層的通信對實時性、可靠性提出了更高的要求，但通過近兩年的研究與實踐，這一難點問題也已經解決。

    2006年以來，相繼有采用iec61850標準的變電站投入運行，從110kv到500kv，從單一廠家到多家集成，國內對數字化變電站工程實踐的探索正在向縱深發展。

    目前我國投運的數字化變電站均以iec61850為統一標準，但在對標準的理解、執行方面還需進一步統一規范。

3采用數字化變電站技術的某公司0變電站實例分析

3．1系統架構

    0#變電站是某石化公司110kv電壓等級的中央變電站之一，該變電站主要結構為：

    ①110kv系統：進線2回，母線3段、主變3臺，備用