程 杰 高麗娜

(華北電力大學(xué) 電氣與電子工程學(xué)院，北京 102206)

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，一方面對(duì)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(shù)支持，尤其是自動(dòng)化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，讓現(xiàn)代變電站可以具有一定的自動(dòng)化能力，有效提高工作效率。當(dāng)前數(shù)字化變電站的各種基礎(chǔ)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，并且隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，功能還會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展，有著很好的應(yīng)用前景。但是總體上看，我國(guó)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(méi)有得到普及，這既有技術(shù)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(diǎn)，闡述數(shù)字化變電站的主要優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用形式，以期更好的促進(jìn)數(shù)字化變電站在我國(guó)的應(yīng)用。

1 數(shù)字化變電站的特點(diǎn)

數(shù)字化變電站相對(duì)于傳統(tǒng)變電站而言具有智能化、網(wǎng)絡(luò)化和自動(dòng)化等三個(gè)特點(diǎn)。首先，數(shù)字化變電站中的信號(hào)回路主要采用芯片、光電技術(shù)，不再使用傳統(tǒng)的導(dǎo)線連接方式，同時(shí)這種信號(hào)可以利用現(xiàn)有的公用數(shù)字網(wǎng)絡(luò)得以傳輸，使得數(shù)字化變電站智能化運(yùn)轉(zhuǎn)，極大地提高了工作效率。其次，變電站之間的各種開(kāi)關(guān)量、控制信息等都可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行傳輸，網(wǎng)絡(luò)通信主要采用電氣量采樣值、跳合閘命令、狀態(tài)信號(hào)及故障告警信號(hào)等三種數(shù)字化方式傳輸，提高了工作效率。再次，目前我國(guó)的電力變電站已基本普及了變電站自動(dòng)化管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行管理系統(tǒng)的自動(dòng)化。變電站運(yùn)行管理自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)包括電力生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)、狀態(tài)記錄統(tǒng)計(jì)無(wú)紙化;數(shù)據(jù)信息分層、分流交換自動(dòng)化;變電站運(yùn)行發(fā)生故障時(shí)能即時(shí)提供故障分析報(bào)告，指出故障原因，提出故障處理意見(jiàn)等自動(dòng)化系統(tǒng)，這種管理系統(tǒng)的自動(dòng)化可以有效地減少運(yùn)行維護(hù)工作量，也降低了工作難度。大部分的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)控、運(yùn)動(dòng)、繼電保護(hù)、自動(dòng)安全裝置等三次和二次設(shè)備己經(jīng)基本采用數(shù)字技術(shù)。數(shù)字化變電站在站內(nèi)設(shè)備的互操作性、信號(hào)的光纖傳輸、網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)的信息共享等方面進(jìn)一步體現(xiàn)了運(yùn)行管理自動(dòng)化的特點(diǎn)。

2 數(shù)字化變電站的主要優(yōu)勢(shì)

正是由于數(shù)字變電站有著如上的三個(gè)特點(diǎn)，使得數(shù)字變電站得到了廣泛的認(rèn)可，逐漸成為新的變電站工作模式。相對(duì)于傳統(tǒng)的變電站，數(shù)字化變電站具有如下幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì):一是可以共享一個(gè)統(tǒng)一的信息平臺(tái)。變電站功能越來(lái)越強(qiáng)大的同時(shí)，其內(nèi)部的各種設(shè)備、組件也越來(lái)越多，數(shù)字變電站提供的共享平臺(tái)，使得保護(hù)、監(jiān)控等各種功能都可以使用一個(gè)網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)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(kuò)展。二是更好的擴(kuò)展性。數(shù)字變電站的模塊化設(shè)計(jì)和共享網(wǎng)絡(luò)的模式，使得增添新的變電設(shè)備或者擴(kuò)展新功能變得十分簡(jiǎn)單，只需要加入到現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)即可，而不需對(duì)原有設(shè)備進(jìn)行大的變更，使得變電站設(shè)備的正常使用周期得以延長(zhǎng)，極大的降低了升級(jí)更新的成本。三是使用和維護(hù)更加方便。傳統(tǒng)的變電站一般都要使用電纜進(jìn)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(hù)，而且一旦出現(xiàn)問(wèn)題很難快速找到根源予以及時(shí)處理。數(shù)字化變電設(shè)備有著智能化、自動(dòng)化的特點(diǎn)，極大地簡(jiǎn)化的變電站的正常運(yùn)行和維護(hù)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(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。四是精度更加準(zhǔn)確。傳統(tǒng)的模擬信號(hào)在傳輸過(guò)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(hào)，精度非常高，有效提高了變電站的工作質(zhì)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(dǎo)致的高壓、差動(dòng)飽和等問(wèn)題，有效提高了變電站的安全性。

3 數(shù)字化變電站應(yīng)用成果分析

數(shù)字化變電站所使用的相關(guān)技術(shù)和關(guān)鍵組件都已經(jīng)較為成熟，其發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用早已不是紙上談兵，已經(jīng)得到了理論界的認(rèn)可和實(shí)踐的檢驗(yàn)，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(yīng)對(duì)傳統(tǒng)變電站的諸多難點(diǎn)問(wèn)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(wèn)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(shí)現(xiàn)二次設(shè)備與傳感器之間的信息傳遞，一直以來(lái)就是一個(gè)難題，但是采用數(shù)字化變電站以后，由于所有設(shè)備都有著共享的信息平臺(tái)，而且相互直接都可以通過(guò)公用數(shù)字網(wǎng)絡(luò)連接，很好的解決了這一難題?？梢哉f(shuō)數(shù)字化變電站是近些年各種先進(jìn)技術(shù)的一個(gè)集合體，可以有效提高變電站的運(yùn)行效率和安全穩(wěn)定性，而且已經(jīng)具備了基本的應(yīng)用可能。我國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司已經(jīng)開(kāi)始生產(chǎn)數(shù)字化變電設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，在積累生產(chǎn)和使用經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，也在不斷創(chuàng)新和完善新功能，同時(shí)為是為包括電子式互感器在內(nèi)的各種新技術(shù)提供了重要的實(shí)踐檢驗(yàn)機(jī)會(huì)。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展進(jìn)步，越來(lái)越多的先進(jìn)技術(shù)引入到變電站的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中，數(shù)字化變電站及其相關(guān)技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展實(shí)踐，已經(jīng)具備了可行性，成為未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)，對(duì)于我國(guó)構(gòu)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(jìn)數(shù)字化變電站在我國(guó)更快的應(yīng)用和普及，以建設(shè)一個(gè)更加安全、高效的電網(wǎng)，更好的為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供強(qiáng)力支撐。

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

［2］操豐梅，任雁銘，王照，變電站自動(dòng)化系統(tǒng)互操作實(shí)驗(yàn)建議，電網(wǎng)技術(shù)［J］，2005.6.