摘要：变电站是供电环节中重要的运转设备，发挥着电能转换、分配的作用，但是目前的传统变电站，由于主要是人工操作、记录导致变电站运转缓慢，已跟不上当今时代的发展潮流，供电质量供电速度供电稳定性与现今需求不匹配。因此，符合需求的数字化变电站顺应而出，其采取的是数字化变电站自动化技术，是目前变电站的主流。
关键词：数字化变电站；自动化技术；应用
数字化变电站是由智能化一次设备（电子式互感器、智能化开关等）和网络化二次设备分层（过程层、间隔层、站控层）构建，建立在IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化。数字化变电站应用技术的发展有机地整合变电站内的各种信息，使自动化系统的集成化和信息应用的效率大幅度提高，更有效地提高了电网安全稳定运行的水平。
一、数字化变电站自动化系统的特点
数字化变电站在自动化技术应用的情况下，其相关设备的运行管理更加规范，并且通信服务、设备描述通过标准化的发展，让不同的电气设备之间的交互需求得到了很好的满足。变电站中通过构建统一化的信息化管理平台，对于调度管理信息资源的共享需求进行了有效地满足，并且让变电站与控制中心的通信效率得到了很好的提高。在数字化和自动化技术应用的过程中，变电站在建设、改进以及维护中，其难度都能得到大大的降低。在变电站调度运行中，传统继电保护回路的结构被简化，同时传统的导线连接被先进的数字信号网络代替，传统的强电的模拟信号以及控制电缆也被光纤以及光电数字化技术所代替，从而实现了对信息处理的自动化与独立性。变电站中测量控制、电压无功、远动设备、继电保护以及防误闭锁设备等都实现了模块化与标准化的设计制造。
二、数字化变电站中的自动化技术应用
2.1光电量测技术
对于数字化变电站来说，传感器工程应用所具备的稳定性能是十分重要的。其主要分为光电式与电子式两种类型的电流/电压互感器。其中数字化变电站中
所应用的光电测量技术主要由互感器、交换器、信息处理设备以及连接光缆共同组成。其中根据原理进行变换器分类主要分为半常规与电—光两种类型。其中，前者的电压变换原理主要是依靠电阻与电压分压实现，其中电阻的计算方式为I1=j•（L/N）•I2•（1/R+r+j•L），R=U/I1.电流变换原理主要是依靠带铁芯微型CT来实现的。而后者的电压变换原理主要是依靠逆电压效应来实现的，电流变换主要依靠法拉第效应来实现。其主要的系统构成结构有分别针对电流采样与电压采样工作的电流变换器，以及电压变换器与光电接口装置几部分，并且利用光缆装置进行连接。图1即为光电测量技术的基本光路原理。
2.2系统中的合并单元技术
合并单元技术是数字化变电站中全新的物理元件，其合成功能主要是针对由二次转换器所提供的电流与电压数据。该系统主要是由七个以上的电流互感器与五个以上的电压互感器共同构成单元组，并将该单元组中输出的瞬间数字信号填进数据帧内，这就使得数据信号具有更高的优越性。另外，互感器与监控系统、计量与保护装置之间的联系也是利用该技术来实现的，接收由互感器传出的信号数据并将其进行转化后传出，并且在这同时进行同步信号的收集，为系统运作的二次设备进行精确的电压与电流提供。
2.3集成与智能的开关设备
对于变电站来说，其在实际工作中有必要实现一次与而二次设备的集成操作。与传统的互感器进行比较而言，光电量测系统为实现设备集成与结构优化工作创造了条件。就当前的系统研究工作已经实现了多种高压设备集成技术，其主要包括了针对互感器和断路器的量测技术、智能化的断路器以及智能开关设备等。目前已经出现了一种在SF6断路器基础上研发的半封闭组合电器，其形成原理主要是将SF6气体填充进金属壳中，并在该金属壳中将断路器、隔离与接地开关装置以及变换器进行合理组合，并利用集成开关设备系统实现出线。
2.4系统中的网络通信技术
变电站的自动化发展主要是依靠系统中的网络通信技术来实现的。而在当前的数字化变电站中常见的网络技术包括交换式的以太网技术、IEEE802.1p排队特性、虚拟化局域网以及快速生成树协议几部分。变电站在进行网络通信技术应同时主要是结合了抽象通信服务接口使其实现了自动化功能的独立性建设，有利于先进的网络技术的高效应用。同时，抽象通信服务接口中也对IED进行了隐藏，将多种功能在IED中进行存储和分配。但是也存在着部分不支持IEC61850标准的通信服务接口。在实际技术应用中，只需要引进ACSI网关装置就能实现设备接入操作。其中，IEC61850协议实现模式如图2所示。
2.5系统中IED设备的互操技术
IED设备即为智能电子装置，其可组合在一次设备当中进行应用，并且该技术的主要应用功能是为实现数据收集做准备，并对数据的输入与传输进行控制。该技术与系统中的光纤通信和二次系统技术共同投入应用，是实现对变电站进行的监控与维护工作的基础。而智能电子装置本身具备的互操技术更是为维护软硬件投资提供了支持，可实现对多种产品的有效集成。所以，在不断推进IED设备的互操技术应用的同时，还应当进一步进行技术优化，研究人员可采用一致性测试与性能测试来进行优化实验探究。
2.6系统中的信息同步技术
数字变电站系统在进行数据采样操作时，为避免由于相位与幅值差异而造成采样数据误差，应当在统一时间点进行统一化的数据信息采集。GPS接收装置应当安装在通信服务器中，为进行数据采集工作的光电式互感器等提供对时服务。同时利用网络时间协议进行间隔总线设置，以此来实现系统内的设备采样同步，并将同步时间的误差控制在1ms之内。但在收集数据同步采样过程中，系统的总线承载过大，实际误差范围应当控制在1us之内。所以，应当将以IEEE1588标准作为同步标准，在这基础上设置的时钟系统是由多个节点共同组成的，并利用网络实现节点连接。这样不仅可以实现系统网络的同步性能提高，同时避免了实际操作过程中繁琐的通信同步过程，最终实现通行时间与执行时间的有效分隔。
结语
总之，数字化变电站自动化技术被大范围地使用，有利于我国相关技术的进一步发展和创新，这种技术能够改善实际的操作环境，不抛弃原有的基础而在此之上进一步发展，因此进一步加强研究非常有必要。
参考文献：
[1]付志刚.关于数字化变电站自动化技术的应用探讨[J].电子制作，2014.
[2]郑国强.数字化变电站自动化技术的应用探讨[J].山东工业技术，2015.
论文作者:刘波
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
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