摘要：数字化变电站智能输电网的物理媒介是促进智能电网发展的一个关键技术。首先介绍智能电网系统组成结构，主要包括过程层、间隔层的变电站层。在此基础上，讨论了数字化变电站的主要特性和关键技术。可为数字化变电站设计和相关科研与运行人员提供参考。
关键词：数字化变电站；组成结构；主要特征；关键技术
随着高速以太网的网络技术的发展，非常规的高级电子式传感器和职能智能开关技术的改进和工程应用以及IEC61850标准的实施，系统实时性高、可靠性高、可扩展性强和灵活性好的数字化变电站得到了快速发展。数字化变电站将成为智能电网背景框架下变电站建设的新特点，也是智能电网实现高级应用和无人值班运行技术的关键与核心。
数字化变电站的技术将引领未来变电站自动化系统的发展方向，其建设的运行不仅对电力系统具有重要影响，而且对世界经济和社会发展也具有划时代意义。在此背景下，本文对数字化变电站进行研究。首先本文介绍智能电网系统组成结构，在此基础上讨论了数字化变电站的主要特性和关键技术。
一、数字化变电站的特点
1.1数字化的数据采集
数字化变电站与普通变电站最主要的区别就是采集电流、电压的方式不同，它主要是通过数字化电气量测系统来进行采集，进而实现了一、二次系统的有效隔离。它也在一定程度上提高了电流、电压测量的范围和准确度。数字化变电站的数据采集系统能够快速、准确地采集电气量数据，这提升了变电站的运作效率，也为变电站的安全、高效运行提供了保障。
1.2智能化的变电设备
数字化变电站通过采用光电技术和微处理器来处理变电站中设备检测的操作信号和回路信号，进一步加强了公共网络信号导线的连接度，简化了处理过程中的控制结构。数字化变电站摒弃了普通变电站中的继电器逻辑回路，采用现代的可编程序来代替，这极大地提升了变电站的运作效率。数字化变电站的智能接口能够充分满足变电设备智能化发展需要。
1.3分层、分布化的系统结构
变电站的系统结构已经由原来的集中式结构转变成分布式结构，当前采用的分布式变电站系统主要应用了网络通信技术，具备完整记录设备信息的功能，同时极大地提升了系统的响应速度。数字化变电站的系统结构具有明显的分层特征，主要表现为智能化的一次设备和网络化的二次设备。电力系统IEC61850的建模标准规定，数字化变电站的系统结构包括过程层、间隔层、站控层三层结构。采用对象建模、软件复用等新型技术，来提升电力系统的安全性和可靠性，进而使异构系统的信息能够相互通用，提升互操作和系统的扩展性。
1.4自动化的运营管理技术和设备状态检修
普通的变电站采用的技术相对落后，其主要是针对一次设备进行设备状态检修，而对二次设备是进行系统状态检修。传统的变电站技术是基础的状态检修技术，无法考虑二次设备检修中的系统问题。即对变电站操作信号回路状态和所有功能单元进行监视，进而完成整个设备状态的检修，提升系统的安全性和可靠性。数字化变电站在运作的过程中涉及到多种数据的管理，主要有设备状态数据、生产运行数据等。数字化变电站通过检查自身的设备，当发现运行过程中的问题时，会进行报警并自动将定期检修调整为状态检修，即达成数字化变电站自动化运行管理的模式。
1.5智能化的设备操作
数字化变电站大都采用先进的设备，这些设备的操作都趋向智能化。比如，新型高压断路器的二次系统，它主要采用了电力电子系统、微机和新型传感器等先进技术和设备。它的操作主要是使用微机控制的二次系统等智能化的软件，通过光纤网络将控制命令传达到变电站的二次回路系统，进而完成设备的智能化操作。
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二、数字化变电站通信网络结构
由于没有规定通信拓扑，并且对设备之间的通信接口没有任何标准，所以各个厂家只是根据客户需求自行设计和定义物理通信链路上的通信接口，上述的三个层次仅是抽象的概念。由于IEC6185O使用以太网作为基本通信技术，并没有限制实际的网络形式，所以，随着网络技术的进步，同一个网络完全可以融合变电站总线和过程总线。这样的通信系统既有利于变电站与控制中心构成统一的无缝通信网络，而且可以同时实现变电站内的无缝连接。
三、数字化变电站中的关键技术
由于用户对供电质量、可靠性要求以及电压等级和电网容量的不断提高，电力电子、传感器、网络通信和信号处理等技术日渐成熟，所以变电站一次设备智能化、自动化成为发展的必然趋势。当前，该技术主要是智能断路器、集成型智能开关以及电子式电流电压互感器等设备的发展和应用。
3.1电磁抗干扰技术
电磁抗干扰技术主要用于数字化变电站的设备状态检修过程中， 保证收集的变电站设备运行参数的准确性。在数字化变电站设备检修的过程中使用了大量的电子传感器设备和计算机处理设备，这些设备会受到电磁信号的干扰，导致设备状态检修收集的设备运行参数出现误差，致使无法正确的检修出存在问题的设备，无法确保变电站的正常运行。我们可以通过将变电站内部的电磁频率的检测加入设备状态检修的过程，来避免这种问题的出现，这个过程需要监测变电站现场的电磁频率。提前测定变电站设备的电磁兼容性能力，确定其是否具备抗干扰的能力。加大变电站设备屏蔽接地情况的检测力度，严格管理变电站内部可能产生电磁干扰的器件，继而避免变电站设备受到电磁的干扰，安全稳定地运行。
3.2数字化回路状态检测技术
回路保护系统是变电站的主要组成结构，在变电站回路状态检修中起到非常重要的作用。回路保护系统主要由电缆和继电器组成，它们将变电站设备的运行状态有效的收集在一起。回路保护系统比较分散，无法获得整体性的数据，难以进行管理。所以我们需要采用整体化的管理方式来对回路保护系统进行管理，进而将变电站的设备检修状态进行整体化的提升。
3.3数字化系统检修技术
数字化变电站的设备状态检修要同时兼顾一次设备状态检修和设备的二次状态检修，不能只重视其中一个，而忽略了对另一个的检修。在设备状态检修过程中，要明确一次设备状态检测过程中出现的问题，及时对问题进行处理，保证设备运行的安全性和可靠性。通过在变电站中应用数字化技术，简化变电站设备的操作步骤，提升变电站内部设备运行的安全性和稳定性。
结语
数字化变电站的发展说明了数字化技术正从变电站的二次设备向一次设备延伸，由于各种新技术没有经过一定时期的实践检验，所以在现场应用的稳定性需要结合工程实际逐步完善。 同时，由于目前大部分变电站都没有经过数字化改造，所以现有的常规变电站就可以为数字化变电站技术的发展提供应用的平台，而电网的发展也为变电站数字化技术提供契机。未来数字化变电站应用技术的成熟，将标志着新一代数字化电网的实现。 但一些数字化变电站关键技术和设备，如电子式互感器、智能断路器技术、网络通信技术等还处于实际应用的起步阶段，需要进行大量的理论研究和运行经验的积累。
参考文献
[1]徐大可，汤汉松，孙志杰.电子式互感器在数字化变电站的应用[J].电力设备，2016，32（6）：35-37.
[2]高翔，张沛超.数字化变电站的主要特征和关键技术[J].电网技术.2015年12月第30卷24期
[3]丁杰，数字化变电站的技术特征和架构研究[J].江苏电机工程.2007年8月第26卷增卷
[4]张冬冬.数字化变电站设计运行存在的问题[J].电子技术与软件工程.2016（05）.
[5]孙军平，盛万兴，王孙安.新一代变电站自动化网络通信系统研究[J].中国电机工程学报.2013（03）.
论文作者:肖立恒
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/10
标签：变电站论文; 设备论文; 系统论文; 状态论文; 技术论文; 回路论文; 结构论文; 《电力设备》2017年第34期论文;