数字化变电站的建设
数字化变电站建设中的难点及措施综述
数字化变电站的控制策略相对复杂，需要结合先进的控制理论和算法，对电力系统的运行状态进行实时监测和控制，以确 保电力系统的稳定运行。
解决方案
加强测量和控制设备的研发和应用，采用先进的测量技术和控制算法，提高数字化变电站的测量精度和控制策略的复杂性 。同时，加强相关人员的培训和技术交流，提高数字化变电站的运行和维护水平。
数字化变电站建设中的难点 及措施综述
2023-10-30
目录
• 数字化变电站建设概述 • 数字化变电站建设中的难点 • 针对设备兼容性问题的措施 • 针对数据安全与隐私保护的措施 • 针对高精度测量与控制的措施 • 针对现场环境适应性问题的措施 • 其他应对措施
01
数字化变电站建设概述
数字化变电站的定义与特点
参考依据。
04
针对数据安全与隐私保护 的措施
数据加密与传输安全
总结词
数据加密和传输安全是数字化变电站建设中的重要难点之一，需要采取一系列措施来确保数据的安全 性和保密性。
详细描述
为了防止敏感数据被非法获取和利用，需要对数据进行加密处理，并采用安全的传输协议进行数据传 输，如SSL/TLS等。此外，还需要对网络进行安全防护，以防止黑客攻击和病毒入侵。
数据备份与恢复机制
总结词
数据备份和恢复机制是数字化变电站建设中的另一个难点，需要建立完善的数据备份和恢复机制，以防止数据 丢失和灾难性事件的发生。
详细描述
为了确保数据的完整性和可用性，需要对数据进行备份，并建立数据恢复机制。同时，还需要对备份数据进行 定期的检查和维护，以确保备份数据的可用性和完整性。
01
提高电力系统的安全性和可靠性
数字化变电站采用先进的数字信息处理技术和网络通信技术，能够实
电力系统数字化变电站的构建及实践
ｍｏ ｄ ｅ ， ｔ ｈ ｅ ｕ ｓ ｅ ｏ ｆ ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ（ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ， ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｇ ｅ ｎ ｔ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ） ， ａ 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 变 电站［ １ 】 。
摘要 ２ ０ ０ ２年 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０系列标 准逐 步推广 ，Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０协议 实现 了变 电站数 字化后设 备与设
备 间的互 操作 性 、互换 性 。数 字化 变 电站 改变 了传 统 的 变 电站微机 综合 自动化 二次 设备 的组 态模
式 ，运 用 光 电 （ 电流 、 电压 ）互感器 等智 能设 备 ，实 现 了一次 设备 在 线检 测 、 自诊 断等 技术 。 随 着 数 字化 变 电站在 电力 系统 中的运用 和发 展 ，数 字化技 术 的 可靠性 ，实 时性 ，经济 性得 以体 现 ， 也使数 字化 变 电站成为 完全 意义上 的数 字化 。 关键词 ：数 字化 变电站 ；光 电互感器 ；智 能设备
（ １ ． Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ ， Ｉ ｎ ｎ ｅ ｒ Ｍｏ ｎ ｇ ｏ ｌ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｈｏ ｈ ｈ ｏ ｔ ０ １ ０ ０ ８ ０ ；
２ ． Ｊ ｉ ａ ｏ Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ Ｃ ｏ ｍｐ ａ ｎ ｙ ｉ ｎ Ｓ ｈ ａ ｎ ｘ ｉ Ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｃ ｅ ， Ｊ ｉ ａ ｏ ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｘ ｉ ０ ３ ０ ５ ０ ０ ）
智慧变电站建设方案
智慧变电站建设方案智慧变电站建设方案一.前言智慧变电站是集信息化、物联网、大数据等技术于一体，使变电站实现自动化、智能化、高效化的现代化供电基础设施。
随着新能源、电力互联网等技术的发展和普及，智慧变电站建设越来越受到重视和推崇。
本文将对智慧变电站的建设方案进行探讨。
二.建设目标1. 提高供电可靠性和质量。
智慧变电站采用高新技术，能够快速响应和处理故障，降低故障率，提高电网供电可靠性和质量。
2. 实现智能化、自动化运行。
通过物联网、大数据等技术的运用，智慧变电站可以实现智能化的自动调节、操作、管理，提高运行效率和安全性。
3. 提高安全性。
智慧变电站采用的防盗、防破坏、防雷等技术，能够有效保障供电设备的安全性。
4. 优化管理流程。
智慧变电站通过大数据的分析，可以实现信息化管理，优化管理流程，提高全过程管理效率和质量。
三.建设内容1.建设信息化平台。
智慧变电站建设的首要任务是建设信息化平台，主要包括监测控制系统、远程维护系统、通讯系统等。
监测控制系统是变电站的核心部分，主要负责变电站设备的实时监测、控制和管理。
在建设过程中，应采用高性能计算机、实时数据库等高新技术，实现变电站设备的智能化管理。
远程维护系统主要用于对变电站设备进行远程维修等操作。
可以通过维护人员的手机、电脑等设备，对变电站设备进行远程诊断和维修，大大提高了设备维修的效率和速度。
通讯系统是变电站信息化平台的重要组成部分。
通过搭建多种通讯手段，如有线电信、无线电信、互联网、GPS等，实现设备之间的信息互通和管理。
2.优化供电设备。
智慧变电站建设过程中，需要对供电设备进行优化升级。
包括升级高压电缆、SF6气体绝缘开关、互感器、电容器等设备，提高设备的使用寿命和安全性。
此外，还需要对发电机、高压配电设备等进行优化升级。
3.建设智能安全控制系统。
智慧变电站建设过程中，应该加强安全保护和控制。
具体做法包括建立智能视频监控系统、建立智能防盗、防破坏、防雷系统等。
智能变电站方案配置
许昌华邦电气有限公司 智能变电站建设方案什么是智能变电站采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、 通信平台网络化、 信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功 能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能 的变电站。
主要特点：采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信 平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和 监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互 动等高级功能的变电站。
★信息采集就地化； ★信息共享网络化； ★信息应用智能化； ★设备检修状态化。
GPS 对时系统结构图网络通信设备一种有源的网络元件。
交换机连接两个或多个子网，子网本身可由数个网段通过转发器连接而成。
智能变电站的应用★顺序控制智能告警及分析决策 支撑经济运行与优化控制城波发輕耶护DCS 做设备状态可视化故障信息综合分析决策源端维护★顺序控制-操作安全、高效避免误操作，提高安全水平简化操作步骤，缩短操作时间降低人员工作强度支持变电站实现无人值守2 许昌华邦电气有限公司3 许昌华邦电气有限公司监控/■调度中右猱矩监控主站儿网E网★智能告警-异常/故障快速、准确定位对变电站发生的随机告警信号进行信息分层、分类。
对大量故障信息进行综合，并结合相关保护动作信息、设备状态变位信息及保护动作报告信息进行综合，生成事故简报。
对变电站异常信号完整时，采用精确推理法给出异常原因和建议。
当变电站设备异常信号上送不完整时，能够利用专家系统知识进行模糊推理，并给出原因和异常处理建议。
4 许昌华邦电气有限公司智能变电站建设方案1动模实验室模拟一次主接线图iftflfli ffiia n Bis H,卫它沟为三相1实验室二次设备清单5 许昌华邦电气有限公司6 许昌华邦电气有限公司报价：240万7 许昌华邦电气有限公司8 许昌华邦电气有限公司报价：250万9 许昌华邦电气有限公司。
数字化变电站建设中的难点及措施综述
数字化变电站建设中的难点及措施综述随着电力行业的不断发展，数字化变电站建设也成为推进电力系统现代化的重要手段。
数字化变电站集信息传输、处理、控制、监测于一体，可以提高电力系统运行效率和稳定性，降低耗能和运维成本，同时还能优化电力市场运行。
但数字化变电站建设面临的难点也不容易忽视，需要我们在实践中不断探索有效的解决措施。
一、数字化变电站建设中的难点1. 设备的集成和互联互通难度大数字化变电站建设需要将多种设备进行互联互通，实现统一管理、调度和监控。
但由于各品牌设备之间的协同性较差，导致数字化变电站的建设和运行难度大，在设备集成和互联互通方面存在困难。
2. 安全问题备受关注数字化变电站建设中涉及到的大量数据和信息容易受到网络攻击或泄漏，数据安全问题成为数字化变电站建设的另一个难点，这也是数字化变电站建设中公共安全和社会稳定面临的挑战之一。
3. 人员技术水平需提高数字化变电站建设和运营需要相关技术人员的支持和配合，要求人员熟练掌握相关技术及应用方法，并能全面掌握数字化变电站系统的运营和维护，但现有人员水平和经验较为有限，对数字化变电站的建设和维护会带来一定的困难。
二、数字化变电站建设的解决措施1. 加强设备互通性为克服集成和互联互通方面的困难，数字化变电站建设需要更好的设备互通性。
在设备选择上应优先选择支持互联互通的厂商，并加强各品牌设备之间互通性的测试，保障设备顺畅协作。
2. 加强网络安全技术对数字化变电站数据和信息安全问题，需要采取完善的网络安全技术，加强设备身份认证、数据加密以及安全审计等方面的技术应用，以保障数字化变电站运行安全。
3. 培养人才数字化变电站建设和运营需要相关技术人员的支持和配合，电力行业应加强技术培训和人才引进，提高人员技术水平和能力，保障数字化变电站建设及运营的协调和顺畅。
4. 提升运维模式在数字化变电站运维方面，需要持续改进运维策略和方法，优化运维流程，提升运维效率，降低运维成本。
全数字化变电站实施方案(110KV)
图2-1-1、110kV数字化变电站结构示意图（GOOSE点对点组网）
图2-1-2、110kV数字化变电站结构示意图（GOOSE交换机组网）此外，若采用区域采样同步(插值同步)方案，则图2-1、图2-2中的采样同步时钟源、采样同步网不存在。
3.3. 校时及采样同步方案
3.3.1. 校时方案
1）监控服务器、运行工作站支持以下方式校时：
l采用SNTP校时。
l来自远动工作站的规约校时。
2）远动工作站支持以下方式校时：
l IRIG-B（DC）校时。
l GPS秒脉冲对时。
l SNTP校时（复用站控层以太网，传输层协议为用户数据报协议UDP）。
l IEEE1588校时（复用站控层以太网，严格按IEEE1588解码）。
l来自调度的规约校时。
3）所有带站控层接口板的装置支持以下方式校时：
l IRIG-B（DC）校时。
l GPS秒脉冲对时。
l SNTP校时（复用站控层以太网，传输层协议为用户数据报协议UDP）。
l IEEE1588校时（复用站控层以太网，严格按IEEE1588解码）。
l来自远动工作站的规约校时。
3.3.2. 采样同步
变电站内的变压器保护、方向距离保护、以及测控计量设备对数据源同步的精度要求为最大为5us（0.1度）。
对于实现不同采集设备的同步，工程应用中通常采用以下两种方案：全站同步时钟源
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深圳南瑞科技有限公司第11页。
数字化变电站技术及方案
数字化变电站技术及方案目录一、数字化变电站技术概述 (2)二、数字化变电站技术基础 (2)1. 数字化变电站定义及特点 (4)2. 关键技术原理 (5)3. 数字化变电站系统架构 (6)三、数字化变电站主要技术内容 (8)1. 智能化电气设备技术 (9)2. 互感器数字化技术 (11)3. 测控与保护技术 (12)4. 自动化监控系统技术 (13)5. 数据采集与处理技术 (15)6. 通信网络技术 (16)四、数字化变电站实施方案 (17)1. 设计原则与目标 (19)2. 系统规划与设计流程 (20)3. 设备选型与配置方案 (21)4. 系统安装与调试流程 (22)5. 工程实施案例分享 (24)五、数字化变电站的优势分析 (25)1. 提高工作效率与质量 (26)2. 降低运营成本及风险 (27)3. 增强系统可靠性与稳定性 (28)4. 提升设备智能化水平 (29)5. 促进信息化管理发展 (30)六、数字化变电站的挑战与对策建议 (31)1. 技术挑战分析 (33)2. 安全风险挑战与对策建议 (34)3. 管理挑战与对策建议 (36)4. 人员培训与技能提升策略 (37)5. 未来发展趋势预测与建议 (38)七、总结与展望 (40)1. 项目成果总结评价 (41)2. 经验教训分享与反思 (42)3. 未来发展趋势预测及展望 (44)一、数字化变电站技术概述实时监测：通过数字化的采样和处理技术，能够实现对电网状态信息的实时监测和获取，提高了电网监控的准确性和实时性。
自动化控制：利用先进的自动化控制技术，对电网设备进行自动调节和控制，提高电网运行的自动化水平。
数据集成与共享：数字化变电站技术实现了数据的集成与共享，便于不同系统间的数据交互和信息共享，提高了数据的利用效率和电网的管理水平。
提高供电质量：通过对电网运行状态的实时监控和控制调整，能有效保障电网的稳定运行和供电质量。
同时能够快速地识别和排除电网故障，减小电网的停电范围和停电时间。
某220kV数字化变电站的主要技术特点与建设中关键技术分析
Ａ Байду номын сангаасｇ． ０１ ２ ０
河 北 电力 技 术
ＨＥＢ ＥＩＥＬＥＣＴＲＩ Ｃ ＰｏＷ ＥＲ
第２ ９卷 第 ４期
２１ ０ ０年 ８月
某 ２ ０ｋ 数字 化 变 电站 的主 要技术 特 点 ２ Ｖ 与建设 中关键 技术 分 析
Ａｎ ｌｓｓ ｏ ｉ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｏｈ ｒ ｃ ｅｒ ｔ ｓ ａ ｄ Ｋｅ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ａｙ ｉ ｎ Ｍａ ｎ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ａ ａ ｔ ｉ ｉ ｎ ｙ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｓｃ
Ｄｕ ｉｇ Ｏｏ ｓ ｒ ｃ ｉｎ ｏ ｏ ２ Ｖ ｇ ｔ ｂ ｔ ｔ ｎ ｒ ｎ ｔｕ ｔ ｆＳ ｍｅ ２ ０ ｋ Ｄｉ ｉ Ｓｕ ｓａ ｉ ｎ ｏ ａｌ ｏ
蔡 桂 华 林 榕。 邵 华 ， ，
（ ．保定 供 电公 司， 北 ， 定 １ 河 保 ０ １ ５ ；． ７ ０ １２ 河北省 电力公 司， 石家庄 ００２ ） ５０ １
部 采用 智能 化 ＧＩ ＋保 护就 地分 散 布置 的数 字 化 方 Ｓ 案 ， 中智 能 化 ＧＩ 其 Ｓ应 用 先 进 的计 算 机 技 术 ， 用 采
文 献 标 志码 ： Ｂ
文章编号： ｏ — ８８２１）４ Ｏ１ 一 ２ １ １ ９９（ｏｏｏ 一 ０３ 。 ｏ
由于数 字化变 电站 在建 设 、 行 、 护 和 管 理 等 运 维
通过 变径 法兰 和 绝缘 子 与 ＧＩ Ｓ设备 配 合 ， 口配合 接 清晰。
ｓ ｕ ｕｅ ｒｅｔ ｏｉｒ ｇｓ ｔ ａｄ ｇＢｉ ｎｄ ｎ ２ ｔ ｃ ｒｐｏ ｃ ｍ ｎｏ ｎ ｓ ｍ ｉ Ｂｏｉ ａ ａｇｉ ｏ ｒ ｔ ｊ ， ｔｉ ｙ ｅ ｎ ｎ ｙ ａ２ ｋ ｉｔ 。ｂｔ ｉ ｄｔｌ ｄ 。 。 ｐｗｔ ｔ。 ｌ ｉ Ｖｄ ｉ１ ｓ ｔ ｉ ｅ ｉ ｉ 。 ｔ ｇ ａ。 ａ， ｈ ｈ ｕ。
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EVTa的SC EVTb的SC EVTc的SC 中性点EVT的SC 母线 EVT的SC
合并单元
数字量输出
的需 入时 要钟 时输
源电
合并单元
电源
电子式互感器的分类
• 按一次传感部分是否需要供电划分
– 有源式电子互感器 – 无源式电子互感器(纯光学互感器)
电子式互感器的分类
• 按结构及应用场合划分-GIS电子互感器
工作站1 工作站2 远动站 GPS
工作站1 工作站2 远动站 GPS
站控层
IEC60870 -5-103
IEC61850
MMS
RCS 保护
RCS 测控
其他 IED
间隔层
PCS 保护
PCS 测控
其他 IED
CT/PT
传统互感器
传统变电站结构图
电缆 光缆
过程层
GOOSE
MU ECVT
智能单元
电子式互感器
电子式互感器的主要优势
(1)高低压完全隔离，绝缘简单，安全性高；没有因漏油而潜在的易燃、 易爆等危险。 (2)不存在磁饱和、铁磁谐振等问题。 (3)频率响应宽，动态范围大，精度高，可同时满足测量和继电保护的需 要。 (4)体积小，重量轻，节约占地面积；无污染，无噪声，具有优越的环保 性能。 (5)CT二次输出可以开路。PT二次输出可以短路。 (6)数字信号分享更为容易，带负载能力强。 (7)成本与电压等级的关系不大。因此电压等级越高，经济性越明显。 (8)方便地实现电压电流组合式。 (9)适应电力系统数字化、智能化和网络化的需要。
• 空芯线圈的输出信号e与被测电流i有如下关系：
e(t)ddt0n
sd d
i t
电子式电压互感器原理
• 电压互感器利用电容分压器测量电压。为提高电压测量的精度，改善电 压测量的暂态特性，在电容分压器的输出端并一精密小电阻。电容分压 器的输出信号U0 与被测电压Ui有如下关系：
• 式中C1为高压电容，C2为低压电容。利用电子电路对电压传感器的输出 信号进行积分变换便可求得被测电压。
电子式互感器的构成
电子式互感器通常由传感模块和合并单元 两部分构成，传感模块又称远端模块,安装在 高压一次侧，负责采集、调理一次侧电压电流 并转换成数字信号。
合并单元安装在二次侧，负责对各相远端 模块传来的信号做同步合并处理。
合并单元的基本结构
ECTa（测量）的SC ECTb（测量）的SC ECTc（测量）的SC ECTa（保护）的SC ECTb（保护）的SC ECTc（保护）的SC
数字化变电站的建设 谢国喜
数字化变电站概念
• 数字化变电站是由智能化一次设备和网络化二次 设备分层构建，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 操作的现代化变电站。
• 智能化一次设备:电子式互感器、智能化开关等 • 过程层、间隔层、站控层
与传统变电站的比较
– 利用光纤传输传感信号 – 传感头部分不需电子电路及其电源 – 独立安装的互感器的理想解决方案 – Faraday磁光效应（电流互感器） – Pockels电光效应（电压互感器）
无源电子式互感器的分类
• 磁光玻璃式 优点：技术难度较小，原理简单 缺点：1、系统由分立元件组成，结构复杂，抗振动能力差 2、光学元件间用光学胶粘接，长期运行稳定性差 3、采用的分立光学元件加工困难，一致性难以保证
AIS数字化变电站结构图
数字化变电站
• 电子式互感器的实现 • 智能化开关的实现 • 网络化二次设备及IEC61850的应
用 • 数字化变电站建设中需要考虑问题
电子式互感器的定义
• IEC60044-7/8 • 电子式互感器: • 一种装置，由连接到传输系统和二次转换器的一个或多个电流
或电压传感器组成，用以传输正比于被测量的量，供给测量仪 器、仪表和继电保护或控制装置。在数字接口的情况下，一组 电子式互感器共用一台合并单元完成此功能。 • 电子式电流互感器（ECT） • 一种电子式互感器，在正常使用条件下，其二次转换器的输出 实质上正比于一次电流，且相位偏差在联结方向正确时为已知 相位角 • 电子式电压互感器(EVT) • 一种电子式互感器，在正常使用条件下，其二次电压实质上正 比于一次电压，且相位差在联结方向正确时接近于零。
• FOCT 优点：1、无分立元件，全光纤结构简单，抗振动能力强 2、光纤熔接后连接可靠，长期稳定性好 3、所有光学器件基于光纤制作，工艺成熟，一致性好 缺点：技术难度大，原理复杂，
无源电子式互感器结构
光纤电流传感器 一次导线 绝缘子 光纤
光缆
一次场
C相
B相
光纤耦合器 光纤偏振器 光纤调制器
光源驱动 信号解调
– 传感头部分具有需用电源的电子电路 – 利用光纤传输数字信号
e(t)d互感器原理
• 电流互感器利用空芯线圈及低功率线圈传感被测一次电流。低功 率线圈（LPCT）的工作原理与常规CT的原理相同，只是LPCT的 输出功率要求很小，因此其铁芯截面就较小。空芯线圈是一种密 绕于非磁性骨架上的螺线管，如图所示。空芯线圈不含铁芯，具 有很好的线性度。
有别于常规互感器的主要参数
有源电子式互感器的关键技术
1、远端传感模块的稳定性和可靠性（安置在室 外时温度、电磁干扰等）
2、绕制在陶瓷骨架上的空芯线圈结构的稳定性 对测量精度的影响。
3、对独立结构的有源式电子互感器的远端模块 取电技术。
4、与保护的通讯配合
无源电子式互感器
• 与有源式电子互感器相比，无源式电子互感 器的传感模块利用光学原理，由纯光学器件 构成，不含有电子电路，其有着有源式无法 比拟的电磁兼容性能
A相
合
保护
并 单
测控
元
计量
主控室或保护小室
无源电子式互感器
无源电子式互感器的应用
电子式互感器远端模块的配置
A/D CPU
A/D
PWR
远远远远1
远远远 远远远远
A/D
电子式互感器的分类
• 按结构及应用场合划分-独立式电子互感器
电子式互感器的分类
• 按结构及应用场合划分-低压用电子式互感器(Sensor)
电子式互感器应用情况
合并单元 线路保护
电子式互感器的原理
• 有源电子式互感器
– 利用电磁感应等原理感应被测信号
• CT：空心线圈(RC)；低功率线圈(LPCT) • PT：分压原理 电容、电感、电阻