数字化变电站技术应用研究

    周开颜，陈德洪

    (兰州石化公司，甘肃兰州730060)

摘要：研究了数字化变电站技术的发展、特点和目前状况，分析了某110kv零号变电站综合自动化系统，讨论了数字化变电站技术的实际应用。

1引言

    变电站综合自动化系统属于电力系统的“二次部分”，是一个变电站设备管理的中枢神经系统，随着通信技术迅速发展，变电站的“一次部分”和“二次部分”联系日益紧密，衍生出“数字化变电站”的概念和技术。数字化变电站技术将日趋成熟，本文对数字化变电站技术在某变电站的实际应用情况做一介绍。

2数字化变电站介绍

2．1数字化变电站的介绍

    1995年德国提出了电力系统iec61850标准的设想并开始制定，iec61850是面向未来的变电站自动化技术标准，也是全世界关于变电站自动化系统的第一个完整的通信标准体系。我国电力系统管理及其信息交换标准化技术委员会自2000年起，对iec61850进行转化，用近5年的时间，完成了iec61850到行业标准dl／t860的转化。

  数字化变电站三个主要的特征就是“一次设备智能化，二次设备网络化，符合iec61850标准”，即数字化变电站内的信息全部做到数字化，信息传递实现网络化，通信模型达到标准化，使各种设备和功能共享统一的信息平台。这使得数字化变电站在系统可靠性、经济性、维护简便性方面均比常规变电站有大幅度提升。数字化变电站技术是变电站自动化技术发展中具有里程碑意义的一次变革，对变电站自动化系统的各方面将产生深远的影响。

2-2数字化变电站的模型

2-2．1主要特征

    数字化变电站是以变电站一、二次设备为数字化对象，以高速网络通信平台为基础，将物理设备虚拟化，对数字化信息进行标准化，实现信息共享和互操作，满足安全可靠、技术先进、经济运行要求的变电站。

2.2 2核心技术

    (1)基于iec61850标准的以太网通信技术

    符合iec61850标准的变电站通信网络和系统、智能化的一次设备(如电子式互感器、智能化开关等)、网络化的二次设备、自动化的运行管理系统。从长远发展来看，面向数字化电网的需求，数字化变电站技术还将涉及的内容有：变电站之间、变电站与控制中心之间的信息交互技术，信息安全技术，广域同步采样技术、实时动态监测技术，电能质量在线监测技术、实时分析技术，以及一、二次系统的技术融合。

  (2)电子式互感器

  光电互感器是利用光学玻璃或光纤传感技术来实现电力系统电压、电流测量的新型互感器。它是光学电压互感器(0vt)、光学电流互感器(oct)、组合式光学互感器等各种光学互感器的通称。所利用的物理效应也很多，如p0ckels效应、kerr效应、逆压电效应、磁致伸缩效应、farady磁光效应、电热效应等类型。其中利用pockels效应测量电压，利用faradv效应测量电流的方法最直接，且装置******、精度高。因此应用范围****，研究力度也****，是****发展潜力的无源光电互感器。

2 2.3典型方案

    数字化变电站实施方案一如图1所示，数字化变电站实施方案二如图2所示。

2．3数字化变电站的发展状况

    近年来国内智能化一次设备产品质量提升非常快，从一些试运行站的近期反馈情况可以看出，智能化一次设备已经从初期的不稳定达到了基本满足现场应用的水平。工业以太网是随着微机保护开始应用于电力系统的，更是成为近几年的变电站自动化系统的主流通信方式。在大量的工程实践证明站控层与间隔层之间的以太网通信的可靠性不存在任何问题。而间隔层与过程层的通信对实时性、可靠性提出了更高的要求，但通过近两年的研究与实践，这一难点问题也已经解决。

    2006年以来，相继有采用iec61850标准的变电站投入运行，从110kv到500kv，从单一厂家到多家集成，国内对数字化变电站工程实践的探索正在向纵深发展。

    目前我国投运的数字化变电站均以iec61850为统一标准，但在对标准的理解、执行方面还需进一步统一规范。

3采用数字化变电站技术的某公司0变电站实例分析

3．1系统架构

    0#变电站是某石化公司110kv电压等级的中央变电站之一，该变电站主要结构为：

    ①110kv系统：进线2回，母线3段、主变3台，备用