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(huì)，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(guó)電力事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。文章對(duì)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(duì)比，通過(guò)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(guó)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(kāi)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(duì)現(xiàn)有的變電站自動(dòng)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(tái)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(guó)內(nèi)長(zhǎng)期以來(lái)尚缺乏清晰的概念與發(fā)展思路。因此，探討新時(shí)期我國(guó)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(guó)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(guò)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(guò)程由過(guò)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(dòng)回路與被檢測(cè)的信號(hào)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(hào)網(wǎng)絡(luò)以及數(shù)字程控器取代了過(guò)去使用的導(dǎo)線(xiàn)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(hào)，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(chǎng)接口被徹底替代。（3）管理系統(tǒng)自動(dòng)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(dòng)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(wú)紙化；變電站運(yùn)行發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)能夠即時(shí)提供故障分析報(bào)告，分析故障原因，制定處理故障的方案；系統(tǒng)能夠自動(dòng)分析并得出設(shè)備的檢修報(bào)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(huì)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(duì)環(huán)境無(wú)污染，同時(shí)節(jié)省了銅資源的消耗；簡(jiǎn)化了二次接線(xiàn)，減少自動(dòng)化設(shè)備數(shù)量，減少設(shè)備的退出次數(shù)與退出時(shí)間，避免信號(hào)傳輸與處理帶來(lái)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(cè)量與計(jì)量系統(tǒng)的精度，減少了操作時(shí)間，方便設(shè)備的維護(hù)與更新，提高了工作效率，同時(shí)也便于變電站的擴(kuò)建及自動(dòng)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(hào)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(guò)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(wú)法實(shí)時(shí)檢測(cè)。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(guò)電壓失去了影響二次設(shè)備的途徑，而且也沒(méi)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(kāi)路或電磁式電壓互感器二次短路帶來(lái)的危險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)了電力信號(hào)的徹底隔離，從根本上解決了傳輸通道的抗干擾等安全問(wèn)題，滿(mǎn)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(duì)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(jiǎn)單，維護(hù)更為方便；建設(shè)過(guò)程中光纖光纜價(jià)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(dòng)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(dòng)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(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備部分更新時(shí)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(duì)變電站自動(dòng)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(dòng)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(gè)層面都存在一定的障礙，無(wú)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(shí)，無(wú)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(lèi)繁多。這就無(wú)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(yǔ)

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(gè)長(zhǎng)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(huì)效益與安全保障，也在很大程度上提高了系統(tǒng)的自動(dòng)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(shì)。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(wèn)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(guó)的我國(guó)的電力事業(yè)將會(huì)取得更長(zhǎng)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(dòng)化技術(shù)淺析［J］.云南電力技術(shù)，2008（6）.