数字化变电站自动化系统
集成式中低压数字化变电站自动化系统设计及应用
集成式中低压数字化变电站自动化系统设计及应用摘要:通过对中低压变电站和变电站执行标准的特点，实现了集中式变电站的保护装置，设计出了集成式的数字变电站系统。
建立了集成式数字化变电站自动化系统的整个构架，实现了集成式中压数字化变电站自动化的系统设计和应用，为集成式的数字化变电站自动化系统设计提供了可供参考的经验。
关键字:集成式中低压数字化变电站自动化系统设计应用数字化变电站的自动化系统取代了传统的变电站二次系统，实现了一次和二次设备信息的综合利用，传统的变电站难以负荷现代化的电力系统的运行和管理模式，实现了集成式中低压数字化变电站自动化系统的设计以及应用。
1 集成式变电站的自动化系统集成式的中低压数字化变电站自动化系统以传统的中低压变电站特征为基础，并将IEC 61850理念融入到传统的中低压变电站的自动化系统设计当中，IEC 61850理念在IEC61850-9-1标准的基础上，并且利用通用事件网，来采集系统内数据，这样配电网的跳闸功能就收到了保护，配电站耶同时建立了全站的集中保护和控制体系。
这个数字化变电站通过分散保护建立了装置的集成模式，达到了合并单元和智能操作箱的目的，而没有使用数字变电站典型设备中常使用的合并单元、智能操作箱。
不仅建立了传统的控制单元和后台连接体系，分散保护装置还利用数据收集把对应的标准格式发送到集中装置中。
2 实现过程层采样在现在的行业中，通常都是利用IEC 60044-7/8以及9-1的标准来进行单元合并，来实现采集数字化变电站过程的数据。
合并单元将数据用点对点的形式发送到间隔层装置，数字化变电站在目前建设的标准中也有过程层总线的方式，而和其他的标准相比不同的，就是这种方式的报文格式。
35 kV变电站中，大部分保护装置将其安装到开关柜上，由此能有效节约输电线路中所使用的输电缆线。
而这个类型的中低压变电站，若是使用合并单元采集过程当中的数据，将增加数字变电站的运行费用以及维护的费用。
数字化变电站综合自动化系统改造要点分析
数字化变电站综合自动化系统改造要点分析摘要:在分析了数字化变电站建设改造的优势后,结合数字化变电站综合自动化系统改造技术支持,对一座220kV数字化变电站综合自动化系统改造方案进行了详细分析研究。
关键词:数字化变电站综合自动化系统IEC61850数字化变电站综合自动化系统的建设改造是智能电网远程集中调度系统建设的重要技术支持,是变电站“无人或少人值班(值守)”的重要技术平台。
数字化变电站综合自动化作为智能数字化复杂大电网经济调度运行的重要组成单元,应用于变电站继电保护系统技术更新升级改造工程实践中,对促进智能电网调度运行数字化、信息化、以及集成网络化等功能方面均具有非常大的工程实践意义。
常规变电站电气一、二次系统在实时响应性、动作可靠性、精确性等方面已不能满足智能电网调度运行需求,诸如常规电磁式电压(电流)互感器在运行时可能存在的饱和、模拟信号远程传输距离受限、继电保护二次回路接线复杂、各功能设备单元间兼容性较弱、互操作性较差等问题,直接影响到变电站,乃至整个电网系统的安全稳定、节能经济的高效运行,存在很多安全隐患。
电力电子技术、通信技术、计算机技术等进一步发展,加上各类电气设备智能化和数值化水平的不断提高,推动变电站综合自动化系统不断向数字化、智能化方向发展,进而解决了常规变电站综合自动化系统在实际调度运行过程中的很多问题。
电网系统逐步向特高压、大容量、高参数、超大互联系统方向发展,对变电站综合自动化系统安全稳定、经济可靠、精确控制、信息交互等特性方面也提出了更高更为迫切的技术要求。
因此,对数字化变电站综合自动化系统建设改造的研究和推广应用,已成为提高变电站运行经济效益研究的重要课题。
1 数字化变电站建设改造的优势智能开关设备、电子式电压(电流)互感器、高速可靠的数据信息网络通信技术、电气设备在线检测与集成智能保护技术、变电站IEC61850标准等在变电站综合自动化系统中的广泛推广使用,使变电站调度运行模式由常规继电器保护进入了数字化集成智能保护时代。
浅谈数字化变电站综合自动化系统的升级改造
ｊ
｛ 器｛ 路由
随 着 电网 容量 和 电压 等 级 的不 断 提 高 ， 电网 结 构 也 变 得越 来 越 复杂 ， 统的变 电站继 电保护交流采样 系统在安全 可靠性、 确性 、 传 精 实时 动 态 响 应 性 等 方面 已不 能 满 足 现 代 智 能 数 字 化 变 电站 运 行 发 展 的需 求 。 此 ， 用 先进 的计 算 机 技 术 、 代 电 力 电子 技 术 、 因 利 现 数据 通信
技 术 相 结 合 形成 集 自动 监 测 、 制 、 护 以及 远 程 调 度 通 信 为 一体 的 控 保 数 字 化 综 合 自 动 化 系 统 是 变 电站 自动 化 系统 建 设 和 改 造 的 必 然 方 向 ， 是 电 力 系统 研 究 的一 个 重 要 课题 。 也 １ 传 统 变 电 站 自动 化 系统 的不 足 基 于 Ｗ ｉｄ ｗｓ ８或 Ｗ ｉ ｏ Ｎ ｎｏ ９ ｎ ｗｓ Ｔ运 行 平 台研 发 出 的早 期 变 电 ｄ
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站 综 合 自动 化 系统 ，在 当时 的历 史 条 件 下 大 大 提 高 了 变 电站继 电 保 图 １ 数 字 化 变 电 站 综 合 自动 化 系统 逻辑 拓 扑 网络 护 的综 合 自动 化水 平 。 随 着 电网 自动化 技术 的快 速 发 展 ， 统 的 变 但 传 电站 自动 化 系 统在 实 际运 营管 理 中 已不 能 适 应 智 能 远 程调 度 管 理 的 确 性和 传 输 速度 ，在 数 字 化 变 电站 自动 化 系统 构 筑 中应 采 用 光 缆 进 行 数据 信 息通 信 。 隔层 内 各测 控 保 护 设 备 问 均 采 用 Ｒ ４ ５通 讯模 间 Ｓ８ 需求 ， 体 表 现 在 以下 多 个 方 面 的 内 容 。 具 １１ 系统 运 行 可靠 性 低 早 期 变 电站 综 合 自动 化 系统 普 遍 采 用 工 式 进行 数据 信 息 的 实时 通 信 共 享 ，同 时在 间 隔层 设 计 时 应 根据 系统 ． 控 机作 为 系统 的 数据 处理 核 心部 分 ， 由于 受 当时技 术 条件 的 限制 ， 上 实 际 工 况特 性充 分考 虑 后 期 扩 容 扩 建 需 求 ，预 留足 够 多的 备 用 数据 加 工 控 机 在 系统 中 不仅 要 向下 与间 隔 层 单 元 进 行 所 有 检 测 数 据信 息 和 测 控 保 护端 子接 口 。 ２３ 变 电站 层 变 电站 层 也 称 为 站 控 层 ，０１ ０ 以 太 网 络 是 ． １ ／０ Ｍ 控 制命 令 的 交换 ， 向上 与 远程 调度 管 理 中 心进行 调 度数 据 信 息通 信 ， 同 时还要 承担 整 个 变 电站各 设 备 的监 视 、 制 和人 机 互通 等 任务 ， 控 系统 在 变 电站 层 与 间 隔层 进 行 数 据 通 信 的 主 要 通道 。在 变 电站 层 中主 要包 括 操 作 员 工 作 站 （ 控 主 机 ）工 程 师工 作 站 （ 控 主 机 ）远 动 主 机 、 监 、 监 、 运 行过 程 中容 易 出现瘫 痪 现 象 ， 大大 降低 了系统 的运行 可 靠 性。 １２ 系统 扩 容 扩 展 性 差 电 能需 求量 的 不 断加 大 ， 切 要 求 变 电 远 方调 度 数 据 通 道 （ 由器 ） 。 站 控层 通 过 相 应 数 据 通 道 按 预 先设 ． 迫 路 等 站 进 行 增 容 改造 以满 足 供 电负 荷 需 求 。 但 由于 早 期 的 变 电 站综 合 自 定 好 的数 据 通 信 规 约 将 检 测 保 护 装 置所 采 集 到 的动 态 数 据 信 息送 往 动 化 系 统 在设 计 过 程 中没 有 充 分 考 虑 扩 容 扩 建 的 需 求 ， 没 有预 留 足 远 方调 度 或 控 制 中心 ，同 时 接 收远 方调 度 或 控 制 中心 实 时 回传 的相 够 多 的 外 部扩 展 端 子 ， 能 满 足后 期 扩 容 扩 建 的需 求。 期 的 自动 化 关调度控制命令 ，并通过站控层 网络和过程层网络传输给间隔层和 不 早 系统 在 硬 件 配 置和 软 件 兼 容 性 等 方 面 的 性 能 较 差 ，扩 容 所 需增 加 的 过 程 层 内 的保 护 控 制 单 元 完成 相应 命 令 的执 行 。 监 控 主 机 和远 动 主 检 测 、 保 护控 制设 备 不 能 与 原 系 统 完 全 兼 容 ，导 致 系统 运 行 很 不稳 机 通 过 相 应 的仿 真 软 件 实 现 对 系统 运行 的 实 时动 态 仿 真 监控 ，运 行 定 ， 时 加 上 有 些 自动 化 系 统 元 件 已经 停 产 ， 系 统 出 现 故 障后 ， 同 当 不 人 员可 以通 过 操 作 员 站 根 据 变 电站 实 际运 行 工 况 特 性 数 据 完成 对 全 运 同时 可 以通 过 人机 互 通 能 找 到 有效 的替 换 元件 ，要 想 保 证 变 电站 安 全 稳 定运 行 就 必须 更换 站 各设 备 的命 令 控 制 、 行 参 数 修 改 等 操 作 ， 全 套 综合 自动 化 系统 ， 大 降低 了 变 电站 运 行 调 度 的灵 活 性 。 大 而且 早 界 面 实 时查 看 或 调 取 站 内 各 危 险 点 的监 控 图像 和 声 音 、 系统 运 行 参 期 自动 化 系统 在 研 发 过 程 中 ， 由于 没 有 相 关 机 构 建 立 规 范 的技 术标 数 、 障 等 数据 信 息。 故 ３ 数 字化 变 电站 综 合 自动 化 系 统 改 造 技 术要 点 ； 各厂 家按 照 各 自的 技 术优 点 设计 通 讯 协 约 和 通 信 模 式 ， 变 电 站 隹， 给 ３１ 一 次 系 统 改 造技 术 要点 电压 、 ． 电流 信 号 是 变 电站 自动 化 系 实际 运行 管理 带来 巨大 的麻 烦 。 １３ 运 营成 本 高 为 了提 高 变 电站 运 行 可 靠 性 和 综 合 经 济 效 益 ， 统 进 行 监 测 保 护 的主 要 电参 量 ，为 了保 证 数 据 的； 性 和 动 态 响应 ． 隹确 在 母 “ 无人 （ 少人 ） 守 ” 变 电站 运 行 管理 模 式 将 是 变 电 站智 能运 营管 性 ， 进 行 数 字 化 自动 化 系统 建 设 改 造 时 ， 线 及 主 变 各 侧 上 的所 有 或 值 的 理 发 展 的 必然 趋 势 。 但 早 期 变 电站 综 合 自动 化 系 统 所 需 的 运行 管理 电流 电压 互 感 器 均 应 采 用 电子 式 互 感器 ， 以 小 电压 模 拟 信 号 输 出 ， 并 人 员 较 多 ， 多检 测 、 护 功 能 需 要 人 为 加 于 干 涉 ， 难 实 现 集 远 程 并 通 过 光 缆 信 号 通 道 传 输 给 合 并 单 元 ，并 经 过 程 层 交 换 机传 输 给测 很 保 很 对 而是 采 用 调 度 控 制和 现 地 检 测 保 护 等 功 能 为 一体 的 远 程 、 自动 科 学 的调 度 运 控 保 护装 置 。 于 室 外 断路 器 本 体 开 关 信 号 不做 任何 更 改 ， 营 管理 ，无论 在 供 电可 靠 性 还 是 在 智 能 调 度 管理 方 面均 不 能 满 足 现 相 应 的 开 关 智 能 单 元 作 为 断 路 器 的控 制 信 息 采 集 和 命 令 转 发 机 构 ， 代 电力 发展 的 需求 ， 大增 加 了 变 电站 的综 合 运 营 成 本 。 大 智 能单 元通 过 光 纤 实 现 控 制 信 号 数 据 的输 入 输 出 ，从 而 实 现 变 电站 内所 有 电气 一 次 设 备 的数 字 化 建 设 改造 。 ２ 数 字化 变 电站 综 合 自动 化 系统 ３２ 二 次 系 统 改 造 技 术 要 点 在 进 行 数 字 化 变 电 站 自动 化 系统 ． 在 ＩＣ １ ５ Ｅ ６ ８ ０规 范 中 明确 规 定 了 数 字 化 变 电站 综 合 自动 化 系统 应 该 由过 程 层 、 隔层 、 电站 层 三 层 组成 ， 与 层 之 间 由 过 程 层 网 改 造 建 设 时 ， 该 将 站 内 间 隔层 中 保 护 测 控 装 置 、 间 变 层 应 电能 计 量 装 置 、 消 络和 站 控 层 网络 相 互 联 系 进 行 实 时； 的 数据 通 信 ，其 具 体 的逻 辑 弧 线 圈控 制 装置 、直 流 监 测控 制 装 置 等 更 改 为 支 持 ＩＣ １ ５ 隹确 Ｅ ６ ８ ０通 信 协 约 的兼 容 设 备 ， 于 数 据 信 息 间 的 相 互 共 享 。 便 拓扑 网络 如 图 １ 示 ： 所 ２１ 过 程层 过 程 层 由 智 能 单 元 和 合 并 单 元 组 成 ， 要 完成 对 现 ． 主 ３３ 站 端 数 据 的 完 整 性 由 于 大 型 变 电 站 在 系 统 中 的 地 位 较 为 ． 因 这就 要 求在 改 地 变配 电设 备 单 元 开 关量 和 电参 量 模 拟 量 等 信 号 的采 集 ，并 收 发 由 重 要 ， 此很 多变 电站 在 自动 化 系 统 改 造 时 不 能停 电 ， 过 程 层 交 换 机传 输 过 来 的远 程 调 度 控 制 命 令 ，并 通 过 过 程 层 设 备 控 造 过 程 中 ， 须 保 证 遥 测 、 信 及 各 类保 护 控 制 信 号 的 完 整 性 。对 于 必 遥 制对应的执行机构完成命令操作 。过程层交换机主要完成现地单元 未 进 行 改 造 的 测 控及 保 护 装置 所 采 集 到 的实 时 数 据 信 息 仍 需 由原 前 与间 隔 层 设 备 间 的 数据 信 息 实 时通 信 。 在 一 次设 备 ��
变电站综合自动化系统和数字化变电站
变电站综合自动化系统和数字化变电站目前使用的变电站综合自动化系统有南瑞的RCS-9700系统和四方的CSC-2000系统。
由于历史等原因，各变电站的综合自动化系统有各种差异，本文按照《广东电网110kV~220kV变电站综合自动化系统技术规范》的要求，从监控员的需求出发，分享典型综合自动化变电站的相关知识。
1.系统构成220kV变电站典型综合自动化系统采用双星形A、B以太网将站内自动化设备连接起来，两个网络同时进行数据传输。
10kV自动化设备独立组网后再通过网络接入设备接入主以太网。
其他厂家设备通过通信接口设备接入双以太网。
220kV变电站综合自动化系统设置独立的故障录波网C网，110kV变电站综合自动化系统不设置独立的故障录波网。
全站设备通过GPS实现对时功能。
数字化变电站采用IEC-61850标准，相对于综合自动化变电站增加了一个过程层GOOSE网和SV网。
GOOSE是一个面向对象的变电站通用事件报告，其特点就是传输速度快，主要用于间隔层闭锁信号的传输。
SV网用于站端遥测量的传输。
综合自动化系统采用分层、分布和开发式的网络进行连接。
分层是指将变电站的所有自动化设备归类为站控层和间隔层设备。
站控层设备能够控制间隔层设备。
站控层设备包括系统主机、操作员站、远动工作站、保信子站、五防主机等。
间隔层设备主要是测控单元，以及用于规约转换、网络扩充的通信接口设备。
分布式使得系统按功能划分为若干设备，每个设备都能独立工作。
站控层设备发生故障或停运时，不影响间隔层设备的运行。
系统中任一设备发生故障或停运时，不会影响系统的正常运行。
开放性要求不同的厂家遵循统一的标准进行产品制造，使得不同厂家的产品可以连接在同一个系统里边，相互操作。
目前的综合自动化变电站在开放性方面做得不够，临港站的奥特迅直流系统跟南瑞的RCS9700系统之间经常发生通信中断，就是通信规约的衔接不好造成的。
2.各模块介绍2.1主机/操作员站主机/操作员站也就是通常说的后台机，是站内自动化系统的主处理器和服务器，是站控层数据收集、处理、存储及发送中心。
数字化技术在变电站自动化系统中的应用
浅析数字化技术在变电站自动化系统中的应用【关键词】数字化；智能化开关；光电式电流在当今的信息化时代中，数字化也越来越为人们所重视。
数字化技术主要体现以下几个方面的特性：首先，数字化是数字计算机的基础，并且数字化是软件技术的基础，是智能技术的基础；其次，数字化是多媒体技术的基础，它为信息社会提供了基础。
数字化变电站就是使变电站的所有信息采集，传输，处理，输出过程由过去的模拟信息全部转换为数字信息，并建立与之相适应的通信网络和系统。
它的基本特征体现在设备智能化，通信网络化模型和通信协议统一化，运行管理自动化等方面。
我国首座数字化变电站-翠峰变电站位于1998年3月3日建成投产，并于2006年3月27日改造为全数字化变电站正式投入运行。
经过7个月的投产运行.各种数据采集、传输准确无误.运行平稳、安全、可靠.在全国处于领先地位.并达到国际先进水平。
1.数字化变电站的技术特点和应用1.1一次设备的智能化一次设备中被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路都采用微处理器和光电技术的设计，这使常规机电式继电器及控制回路的结构简化了，传统的导线连接被数字程控器及数字公共信号网络所取代。
可编程控制器代替了变电站二次回路中常规的继电器和其逻辑回路，常规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤代替。
1.2二次设备的网络化变电站中常规的二次设备：故障录波装置、继电保护装置、电压无功控制、量控制装置、远动装置、同期操作装置、在线状态检测装置等，都是基于标准化、模块化的微处理机技术而设计制造，设备之间的通信连接全部采用高速的网络，二次设备通过网络真正地实现了数据、资源的共享。
1.3自动运行的管理系统变电站运行管理系统的自动化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，并且能够及时地提供故障分析报告，指出故障原因及相应的处理意见；系统能自动发出变电站设备检修报告。
要想在变电站内一次电气设备与二次电子装置均实现数字化通信，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。
IEC 61850 数字化变电站自动化系统
刍议 IEC 61850 数字化变电站自动化系统摘要：当前，电力系统中、对变电站自动化的要求越来越高，为方便变电站中各种ied的管理以及设备间的互联，就需要一种通用的通信方式来实现。
iec 61850提出了一种公共的通信标准，通过对设备的一系列规范化，使其形成一个规范的输出，实现系统的无缝连接。
关键词：数字化变电站；iec 61850 ；自动化系统；1前言通信系统是数字化变电站自动化系统的基础，它的可靠性与信息传输的快速性决定了系统的适用性。
为建立数字化变电站自动化系统站内通信网络的开放性、兼容性，一个最好的办法和途径，就是采用标准的通信协议以实现各装置间的无缝通信，最终实现变电站的数字一体化。
一、二次设备之间实现全数字化通信，变电站内智能装置的数量将急剧增加，因此全站智能装置必须采用统一的数据建模及数据通信平台才能实现互操作性。
互操作性是实现变电站内无缝通信理念的重要保障机制，设备的互操作性可以最大限度地保护用户原来的软硬件投资，实现不同厂家产品集成。
iec 61850是目前为止最为完善的变电站自动化的通信标准，它按照自动化系统所要完成的监视、控制和继电保护等功能，提供了完整的信息模型及相关服务，为不同厂商实现互操作和系统无缝集成提供了途径，为数字化变电站的建立提供了基础。
因此数字化变电站的通信系统应基于iec 61850建立。
本文将探讨基于iec 61850的数字化变电站自动化系统。
2iec 61850产生的背景及组成2．1 iec 61850产生的背景在全球经济一体化的过程中，特别是通信技术的飞速发展、计算机技术的日新月异的前提下，iec中主要以欧洲的如：abb、siemens、alstom等为代表的制造者深感以前各个厂家自己所制定的通信协议都不能完全满足当前电力通信的发展了。
而各大厂家在互连时所花费的人力和物力，也变得越来越大。
为了将当前无序的通信协议规范化十分必要和紧迫。
iec 61850主要是为了实现以下目标：1)互操作性：来自同一厂家或不同厂家的智能装置之间交换信息，正确使用信息协同操作的能力。
PS 6000+数字化变电站自动化系统说明书V3.01D
国电南自PS6000＋数字化变电站自动化系统产品简介3.01D版国电南京自动化股份有限公司GUODIAN NANJING AUTOMATION CO.，LTDPS6000＋数字化变电站自动化系统产品简介3.01D版国电南京自动化股份有限公司2008年12月版本声明●本说明书适用于PS6000+数字化变电站系统整体介绍说明。
●本说明书包含数字化技术内容介绍、推荐方案介绍与数字化产品介绍。
●本说明书适用于PS6000+数字化变电站系统整体介绍与数字化变电站配置方案介绍。
产品说明书版本修改记录表* 技术支持电话：（025）83537220传真：（025）83537201* 本说明书可能会被修改，请注意核对实际产品与说明书是否相符* 国电南自技术部监制目录版本声明1 数字化变电站概述 (1)1.1背景 (1)1.2数字化变电站定义 (1)1.3数字化变电站特点 (1)1.4数字化变电站的优势 (2)2 PS 6000+数字化变电站自动化系统简介 (4)2.1系统特点 (4)2.2系统架构 (4)2.3PS6000＋典型系统方案 (6)2.4设备简介 (11)2.5系统演示 (12)2.6PS6000＋系统典型应用方案 (14)2.7PS6000＋主要设备型号列表 (21)3 产品说明 (22)3.1PS6000+自动化系统（监控） (22)3.2PSX600U通信服务器 (25)3.3VSCL61850配置工具 (27)3.4PSL600U系列线路保护装置 (27)3.5PSL621U系列高压线路保护测控装置 (34)3.6PSL630U断路器保护装置 (38)3.7PSB681U母线保护装置 (42)3.8PST671U变压器保护装置 (46)3.9PSC641U电容器保护测控装置 (50)3.10PSL641U线路保护测控装置 (54)3.11PSL642U线路保护测控装置 (58)3.12PSP641U备用电源自投装置 (62)3.13PST642U变压器保护测控装置 (66)3.14PSR660U系列综合测控装置 (70)3.15PSIU600系列智能终端 (74)3.16PSW618智能工业以太网交换机 (78)1 数字化变电站概述1.1背景随着嵌入式系统及通信技术的飞速发展，目前基于32位微处理器和以太网通信的变电站自动化系统已被普遍采用。
数字化变电站自动化系统可靠性评估分析
数字化变电站自动化系统可靠性评估分析作者：姜勇来源：《数字化用户》2013年第05期【摘要】数字化的变电站自动系统的可靠性是国家电网进行调度服务的一个十分重要的因素。
本文将讲述系统自动化的可靠性，并对系统自动化可靠性通过一系列的指标进行分析研究，提出一些提高变电站自动化系统安全性的措施。
只有对数字化的变电站自动化系统进行分析研究，这样它才可以得到广泛的推广应用。
所以需要有一个比较完善和科学的评价系统，评估系统当中是需要考察很多的制约因素的。
【关键词】数字化变电站自动化系统可靠性评估分析变电站自动化系统的意思就是能够给变电站提供一些基础通信功能的自动化控制系统。
变电站自动化系统能够起到的作用就是对整个设备实施进行监控，并保护这些设备和线路。
其实简单地来说数字化自动系统的作用主要有三种，它们分别是系统的组合、通信的管理和软件的管理。
为了保证国家电网能够正常运行，保证国民经济的正常迅速发展，这就需要我们对整个变电站的自动化系统进行一个全面的检测，做这个检测的目的就是判断这套系统是否可靠。
对自动化系统进行可靠性的评估是为了了解对变电站的保护实施地怎么样，这样就能够保证了自动化系统安全可靠运行。
目前很多变电站的可行性分析大多数是面向单个装置的，几乎没有多少是面向整个自动化系统的。
为了对那些比较复杂的变电站的自动化进行分析，这就需要我们有一个全局观的眼光，在原来的变电站的结构上面，使用一系列的评价系统对整个自动化系统进行评估，对比变电站设备当中不同的元件可靠性发生改变对整个变电站会产生怎么样的影响。
一、数字化变电站的模型数字化的变电站从功能上面来划分的话，可以把变电站划分为三个部分，它们分别为变电站部分、间隔部分和过程部分，它们是利用一个对外开放的网络进行连接的。
数字化的变电站是和一般的变电站不相同的，数字化的变电站在内部是由一个通信系统的，这样是可以对整个自动化系统进行保护和检测，通信系统的稳定性也是和整个自动化系统的稳定性有关的。
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关于数字化变电站自动化系统的探究
摘要：数字化变电站是变电站自动化发展的下一个阶段，《国家电网公司“十一五”科技发展规划》已明确提出在“十一五”期间要研究数字化变电站并建设示范站，且目前已有数字化变电站建成并投入运行。
本文介绍了目前数字化变电站自动化系统的技术特征、结构及其发展前景。
关键词：数字化变电站技术特征结构
一、数字化变电站的概念
数字化变电站指信息采集、传输、处理、输出过程完全数字化的变电站，基本特征为设备智能化、通信网络化、运行管理自动化等。
数字化变电站有以下主要特点：
1、一次设备智能化。
采用数字输出的电子式互感器、智能开关（或配智能终端的传统开关）等智能一次设备。
一次设备和二次设备间用光纤传输数字编码信息的方式交换采样值、状态量、控制命令等信息。
2、二次设备网络化。
二次设备间用通信网络交换模拟量、开关量和控制命令等信息，取消控制电缆。
3、运行管理系统自动化。
应包括自动故障分析系统、设备健康状态监测系统和程序化控制系统等自动化系统，提升自动化水平，减少运行维护的难度和工作量。
二、数字化变电站的主要技术特征
1、数据采集数字化。
数字化变电站的主要标志是采用数字化电
气量测系统（如光电式互感器或电子式互感器）采集电流、电压等电气量，实现了一、二次系统在电气上的有效隔离，增大了电气量的动态测量范围并提高了测量精度，从而为实现常规变电站装置冗余向信息冗余的转变以及信息集成化应用提供了基础。
2、系统分层分布化。
变电站自动化系统的发展经历了从集中式向分布式的转变，第二代分层分布式变电站自动化系统大多采用成熟的网络通信技术和开放式互连规约，能够更完整地记录设备信息并显著地提高系统的响应速度。
数字化变电站自动化系统的结构在物理上可分为两类，即智能化的一次设备和网络化的二次设备；在逻辑结构上根据iec61850通信标准定义，可分为“过程层”、“间隔层”、“站控层”三个层次。
各层次内部及层次之间采用高速网络通信。
3、信息交互网络化与信息应用集成化。
数字化变电站采用低功率、数字化的新型互感器代替常规互感器，将高电压、大电流直接变换为数字信号。
站内设备之间通过高速网络进行信息交互，二次设备不出现功能重复的i/o接口，常规的功能装置变成了逻辑的功能模块，以实现数据及资源共享。
目前国际上已确定iec61850为变电站自动化通信标准。
此外，数字化变电站对原来分散的二次系统装置进行了信息集成及功能优化处理，因此可以有效地避免常规变电站的监视、控制保护、故障录波、量测与计量等装置存在的硬件配置重复、信息不共享及投资成本大等问题的发生。
4、设备操作智能化。
新型高压断路器二次系统是采用微机、电
力电子技术和新型传感器建立起来的，断路器系统的智能性由微机控制的二次系统、ied和相应的智能软件来实现，保护和控制命令可以通过光纤网络到达非常规变电站的二次回路系统，从而实现与断路器操作机构的数字化接口。
5、设备检修状态化。
在数字化变电站中，可以有效地获取电网运行状态数据以及各种ied装置的故障和动作信息，实现对操作及信号回路状态的有效监视。
数字化变电站中几乎不再存在未被监视的功能单元，设备状态特征量的采集没有盲区。
设备检修策略可以从常规变电站设备的“定期检修”变成“状态检修”，从而大大提高系统的可用性。
6、系统结构紧凑化和建模标准化。
数字化电气量测系统具有体积小、重量轻等特点，可以将其集成在智能开关设备系统中，按变电站机电一体化设计理念进行功能优化组合和设备布置。
在高压和超高压变电站中，保护装置、测控装置、故障录波及其他自动装置的i/o单元作为一次智能设备的一部分，实现了ied的近过程化（process-close）设计；在中低压变电站可将保护及监控装置小型化、紧凑化并完整地安装在开关柜上。
7、可靠和实时的通信网络
网络系统是数字化变电站的”神经系统”，其可靠性和实时性直接决定了变电站系统的可用性。
通信网络的可靠性主要通过选择具有高可靠性的网络拓扑结构及采用冗余技术来保证。
各ied都带有双网卡，可分别接入两台交换机，过程总线和站级总线都采用环形
拓扑，因此该方案可极大地提高系统的可靠性。
网络系统设计属于优化问题，要综合考虑可靠性、经济性及易维护性等诸多因素。
8、具备互操作性的ied
制定iec61850标准的主要目标之一是实现ied的互操作性和互换性。
为了保证ied的互操作性，需要对其进行一致性测试和性能测试。
一致性测试属于”证书”测试，目的是测试ied是否符合特定标准。
iec61850-10中专门定义了一致性测试方法。
性能测试属于应用测试，目的是测试ied是否满足运行性能要求。
一致性测试一般由授权机构完成，而性能测试则由用户组织实施。
与常规变电站相比，数字化变电站系统中的一致性测试和应用测试的联系更为紧密。
一致性测试是应用测试的基础，产品只有通过了一致性测试才具备构成应用系统以执行应用测试的条件。
9、信息的安全性
iec61850是国际电工委员会tc57工作组制定的《变电站通信网络和系统》系列标准，是基于网络通信平台的变电站自动化系统唯一的国际标准，也将成为电力系统从调度中心到变电站、变电站内、配电自动化无缝连接的通信标准，还可望成为通用网络通信平台的工业控制通信标准。
iec61850本身对变电站网络系统的安全性未做规定，协议的开放性和标准性带来了电力系统运行的安全性问题，应保证二次系统信息的保密性、完整性、可用性及确定性。
为适应电力系统信息安全防护的要求，iec在制定了iec60870-5、iec61850等标准的基础上，开展了安全标准iec62351的编制，其中：
iec62351-3定义了tls(transport layersecurity)，iec62351-4定义了mms的安全性，iec62351-6定义了iec61850的安全性。
四、数字化变电站自动化系统中的网络选型
网络系统是数字化变电站自动化系统的命脉，它的可靠性与信息传输的快速性决定了系统的可用性。
常规变电站自动化系统中单套保护装置的信息采集与保护算法的运行一般是在同一个cpu控制下进行的，使得同步采样、a/d转换，运算、输出控制命令整个流程快速，简捷，而全数字化的系统中信息的采样、保护算法与控制命令的形成是由网络上多个cpu协同完成的，如何控制好采样的同步和保护命令的快速输出是一个复杂问题，其最基本的条件是网络的适应性，关键技术是网络通信速度的提高和合适的通信协议的制定。
如果采用通常的现场总线技术可能不能胜任数字化变电站自动化的技术要求。
目前以太网（ethernet）异军突起，已经进入工业自动化过程控制领域，固化osi七层协议，速率达到100mhz的嵌入式以太网控制与接口芯片已大量出现，数字化变电站自动化系统的两级网络全部采用100mhz以太网技术是可行的。
五、数字化变电站自动化系统发展中的主要问题
在三个层次中，数字化变电站自动化系统的研究正在自下而上逐步发展。
目前研究的主要内容集中在过程层方面，诸如智能化开关设备、光电互感器、状态检测等技术与设备的研究开发。
国外已有一定的成熟经验，国内的大专院校、科研院所以及有关厂家都投入了相当的人力进行开发研究，并且在某些方面取得了实质性的进
展。
但归纳起来，目前主要存在的问题是：（1）研究开发过程中专业协作需要加强，比如智能化电器的研究至少存在机、电、光三个专业协同攻关；（2）材料器件方面的缺陷及改进；（3）试验设备、测试方法、检验标准，特别是emc（电磁干扰与兼容）控制与试验还是薄弱环节。
六、结束语
本文论述了数字化变电站综合自动化系统的特征、结构及其发展。
数字化变电站自动化是一个系统工程，要实现全部数字化变电站自动化的功能，还有许多技术问题需要攻关解决，笔者相信在不久的将来数字化的变电站自动化系统，将有一个蓬勃的发展期。