热点职称论文：浅论数字化变电站技术__墨水学术,论文发表,发表论

所属栏目：推荐论文发布时间：2011-02-25浏览量:92

副标题#e#       摘要：本文首先介绍了变电站综合自动化技术的基本概念，着重分析了目前我国在这方面的发展现状和存在的问题，并提出了进行改进和发展的方向，指出变电站自动化的发展趋势将会不断朝着高集成化、数字化、标准化方向发展。

      关键词：变电站；综合自动化技术；发展

    数字变电站．就是将目前变电站管理需要的所有功能进行全面整合，高度集成到一个系统中，在完成日常工作的同时，系统就能够根据系统实时状况，智能地发出专家提示、自动完成或者协助完成更多管理任务。通俗地讲，就是将实际的变电站数字化、图像化、网络化，从而实现在任何一台联网的计算机上，都能够全面地、直观地浏览到你所关心的“数字变电站”的任何信息，使变电站成为名副其实的“网上变电站”。
    随着电力系统自动化水平的提高，特别是电子式电流互感器和智能化开关的发展，数字化变电站技术越来越受到人们的重视。
1．数字化变电站的定义
       数字化变电站基本定义应该为：变电站内一、二次电气设备和保护装置均应实现数字化通信，并具有全站统一的数据建模及数据通信平台，在此平台的基础上实现智能装置之间的互操作性。所以可以看出数字化变电站应该具有以下几个主要特征：数字化的一次电气设备、网络化的二次装置和全站统一的标准平台。变电站内部电力设施(包括房屋、设备、管道、线路)的数量庞大，分布具有明显的地理特性，结合地理信息系统可以同时处理空间和非空间数据的特点，利用虚拟现实技术，在浏览器/服务器瘦客户机平台上，实现基于虚拟现实技术的“数字变电站”系统尝试，以实现管理的高效、合理和科学化。提高供电企业的工作效率和经济效益。
2．数宇化变电站结构特点
      数字化变电站自动化系统的结构，在物理层上可以分为两类，即智能化的一次设备和网络化的二次设备；在逻辑结构上可分为三个层次，根据IEC6185A通信协议草案定义，这三个层次分别为过程层、间隔层、站控层，各层次内部及层次间采用高速网络通信。
      过程层是一次设备和二次设备的结合面，是智能化电气设备的智能部分。其主要功能是进行实时电气量的检测、运行设备的状态参数在线检测与统计、操作控制的执行与驱动等三个方面。
     间隔层的主要功能是进行汇总本间隔过程层实时数据信息、实施对一次设备保护控制功能、实施本间隔操作闭锁功能、实施操作同期及其它控制功能、对数据采集、统计运算及控制命令的发出具有优先级别的控制、承上启下的通信功能等六大功能。
    站控层主要任务是：
(1)通过两级高速网络汇总全站的实时数据信息，不断刷新实时数据库，按时登陆历史数据库。
(2)按既定规约，将有关数据信息送往调度或控制中心。
(3)接受调度或控制中心有关控制命令，转间隔层、过程层执行。
(4)具有在线可编程的全站操作闭锁控制功能。
(5)具有站内当地监控、人机联系功能。
(6)具有对间隔层、过程层诸设备的在线维护、在线组态、在线修改参数的功能。
(7)具有变电站故障自动分析和操作培训功能。
3．数字化变电站的状态检修技术
随着电力系统和电力市场的发展，逐渐难以实现对高压设备的长时间停电检修。以状态检修替代传统的定期检修成为了不可逆转的趋势。数字化变电站技术为状态检修提供了可行的技术支持，主要体现在：
3．1智能化的一次设备
一次设备被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路，采用微处理器和光电技术设计，简化了常规机电式继电器及控制回路的结构，数字程控器及数字公共信号网络取#p#副标题#e#代传统的导线连接。
3．2网络化的二次设备
       变电站内常规的二次设备，如继电保护装置、测量控制装置、防误闭锁装置、远动装置、故障录波装置、电压无功控制、同期操作装置以及正在发展中的在线状态检测装置等全部基于标准化、模块化的微处理机设计制造。设备之间的连接全部采用高速的网络通信。二次设备不再出现功能装置重复的I/O现场接口，通过网络真正实现数据共享、资源共享，常规的功能装置变成了逻辑的功能模块。
3．3自动化的运行管理系统
       变电站运行管理自动化系统应包括电力生产运行数据、状态记录统计无纸化、自动化；变电站运行发生故障时，能及时提供故障分析报告，指出故障原因及处理意见；系统能自动发出变电站设备检修报告，从而实现“状态检修”。
同时，数字化变电站的IEC61850标准以实现互操作性为目的，以构建信息模型为手段，以规范数据通信为途径，以面向对象的功能服务为承载。它提供了五大类标准：逻辑节点库、公共数据类及派生的数据对象和属性、抽象通信服务接口及映射规范、自我描述规范、一致性测试规范。对于检修信息，将应用和通信的解耦。为实现互操作性，IEC61850通过构建强制约束的信息模型来描述应用功能，而实现功能的通信方式却是开放和发展的，为标准的不断拓展预留了空间。同时，信息采用面向对象的自我描述方法，实现了信息的自识别和易维护，为系统功能的不断拓展预留了空间。
4．数字化变电站技术存在的问题
4．1 IEC61850应用中存在的问题
      国际上实现IEC61850的站层和间隔层部分规约已经实现，功能也已相当完整。国内有众多制造厂在跟进，实现水平参次不齐。规模较大厂家和一些保护信息管理机的制造厂家起步较早，在开发和应用方面有了一些成果。但国内在运用IEC61850标准问题上，还存在了一些问题：
(1)制定IEC61850时，具体的保护功能和类型是按照欧美的标准及习惯制定的，中国使用的保护功能和方法和其有一定的差异。
(2)完整实现站层和间隔层部分规约包括GOOSE，由于存在网络冲突，可能会造成GOOSE报文的延迟。
(3)中国目前国内高压保护全部是双重化配置，当双套保护同时动作的时候，会同时发送紧急的事件报文，此时可能会发生冲突。
(4)国内急需建立一个完整全面的IEC61850数字式设备测试环境。
(5)随着今后IEC61850标准的广泛应用，基于XML的变电站配置文件将充分发挥配置功能。
4．2电子式互感器应用中存在的问题
电子CT的应用避免了CT的饱和及暂态响应失真的问题，减少了拒动或延迟动作的几率，提高了保护动作的正确率。但是，在数字化过程层的应用中，电子式互感器与合并器的应用也引来了许多新的问题值得研究。如：
(1)低电压等级采用合并器将导致的成本增加；按IEC61850-9-1点对点通信方式，一般一个保护需要各配一个合并器，这将导致了综合自动化系统的成本增加较多。
(2)合并器间的数据交换网络较为复杂，如何进一步提高整个系统数据传输的可靠性还有待研究。
(3)对于相同的继电保护算法，保护动作时间会有所加长；这主要是由于通道的传输延迟引起的。
(4)数字化过程层性能目前尚无评价标准，目前对于该类设备的测量精度尚无确定的定义及测量方法。
(5)对需要多个过程层接口的保护测控设备的进一步研究；母差保护、备自投等设备要求具有多个过程层接口，如何应用需进一步研究。
(6)对过程层同步时钟的进一步研究。
(7)现场测试标准和设备的缺乏。
5．总结
       开发数字化变电站技术的目的，就是将变电站运行管理自动化与当前迅速发展的电力系统自动化有机地结合起来，从根本上提高供电企业的变电站运行管理水平。虽然#p#副标题#e#从目前情况来看，我国的数字化变电站在软件配套和硬件管理上都有这样那样的问题，相信在广大电气工作者的共同努力下，未来的数字化变电站将在我国电力事业发展过程中发挥更大的作用。