数字化变电站的现状与未来
数字化变电站方案
以我给的标题写文档，最低1503字，要求以Markdown文本格式输出，不要带图片，标题为：数字化变电站方案# 数字化变电站方案## 1. 引言数字化变电站是指利用数字化和智能化技术对传统变电站进行升级改造，实现自动化、智能化、信息化管理的一种变电站方案。
数字化变电站通过应用先进的传感器、通信设备、数据处理和分析技术，实现对变电站设备和运行状态的实时监测、数据分析和故障诊断，从而提升变电站的安全性、可靠性和运行效率。
## 2. 数字化变电站方案的优势数字化变电站方案相比传统变电站具有以下优势：### 2.1 自动化运维数字化变电站采用先进的传感器和监测设备，可以对变电站设备的运行状态进行实时监测和数据采集。
通过数据分析和故障诊断，可以实现设备的自动化运维，提前预警和避免设备故障。
同时，数字化变电站支持远程监控和控制，可以远程调整设备参数和运行模式，提高运维效率。
### 2.2 节能减排数字化变电站可以通过智能化的能源管理和优化调度，提高能源利用效率，降低能耗和排放。
通过对供电负荷的实时监测和预测，可以合理调配电力资源，减少供电压降和传输损耗。
此外，数字化变电站可以实现对设备的智能控制和优化调度，避免不必要的设备运行和能源浪费。
### 2.3 数据驱动决策数字化变电站通过大数据分析和人工智能技术，可以从海量的数据中提取有价值的信息。
这些信息可以帮助运维人员优化设备运行、预测设备故障、制定合理的维护计划和决策。
数字化变电站还可以实现对历史数据的回溯和分析，为运营和管理决策提供科学依据。
### 2.4 安全可靠数字化变电站可以实现对变电站设备和运行状态的实时监测和预警，及时发现隐患和故障。
数字化变电站还可以通过智能设备和系统的互联互通，实现设备间信息共享和联动控制，提高变电站的安全性和可靠性。
在故障发生时，数字化变电站可以快速诊断和定位故障，提高故障排除的效率和准确性。
## 3. 数字化变电站方案的主要技术组成### 3.1 传感器和监测设备数字化变电站采用各类传感器和监测设备，用于实时监测变电站设备和运行状态。
智能变电站发展现状
智能变电站发展现状智能变电站在能源领域的发展备受关注。
随着能源技术的不断进步和智能化的推动，智能变电站作为能源系统的关键环节，面临着一系列的变革和发展。
目前，智能变电站的发展现状如下：首先，智能变电站的技术和设备不断升级。
传统的变电站主要依靠人工操作和控制，存在运行不够灵活和效率低下的问题。
而智能化的变电站引入了先进的自动化设备和智能化技术，可以实现对电力系统的实时监测和远程控制。
通过数字化、网络化和智能化的手段，智能变电站具备了更高效、更安全、更可靠的运行能力。
其次，智能变电站的运行管理得到了改善。
智能化的变电站可以实现对电网负荷的智能调控，通过预测和分析电力需求情况，提前做好电力调配工作，从而避免电网的过载和供电不足的问题。
同时，智能变电站还可以实现对电力故障的自动检测和智能切换，提高了电力系统的可靠性和安全性。
第三，智能变电站的可持续发展受到重视。
随着可再生能源的不断发展和推广应用，智能变电站需要适应并融合更多的可再生能源接入。
通过智能化的技术手段，智能变电站可以实现对可再生能源的优化调度和管理，提高可再生能源的利用效率和电力系统的稳定性。
最后，智能变电站的建设和改造正在加速推进。
政府和能源公司纷纷加大对智能变电站的投入和支持力度，推动智能变电站的建设和改造工作。
在新建变电站方面，智能化的设备和技术得到了广泛应用；在旧有变电站改造方面，智能化改造工作也取得了一定进展。
这些举措有助于提升智能变电站的整体水平和能源系统的发展。
综上所述，智能变电站在技术、运行管理、可持续发展和建设改造等方面都取得了积极的发展。
随着技术的进一步成熟和应用的推广，智能变电站的发展前景仍然十分广阔，将为能源领域的可持续发展提供强力支撑。
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
电力系统自动化技术的应用现状及发展趋势
电力系统自动化技术的应用现状及发展趋势电力系统自动化技术是指通过计算机、通信和控制技术实现电力系统运行的自动化和智能化，具有节能、安全、高效、可靠的优点。
本文从应用现状和发展趋势两个方面探讨电力系统自动化技术。
一、应用现状1、智能变电站智能变电站利用计算机、网络通信、控制技术等手段，实现对变电站的监测、控制和自动化管理，以及对变电站设备状态的实时监测，包括开关、变压器、电缆等。
同时，智能变电站还能根据网络负荷情况和能源调度指令进行自动控制和调度。
2、智能配网智能配网利用计算机、通信和控制技术实现基础设施的自动化智能化，能够实时监测设备状态和供电质量，呈现出配网的全过程，支持实时控制和经营管理决策。
3、智能电力安全监测智能电力安全监测是指利用计算机、通信和控制技术实现对电力系统的安全监测，包括电力网络在线监测、电力设备在线监测等。
4、数字化变电设备数字化变电设备是将变电设备实现信息化，通过数字化技术将实际信号传递到计算机，并对数据进行分析计算，并进行对策控制，从而对电力系统进行自动化控制。
二、发展趋势1、物联网技术应用随着物联网技术的发展，电力系统自动化技术的应用将进一步推广。
物联网技术可实现设备和系统的互联互通，其基本优势在于实现高效的智能化监控和数据分析。
2、人工智能技术应用人工智能技术可实现大量数据的学习和计算，从而实现对电力系统的系统分析和故障诊断，提高电力系统的效率和可靠性。
3、大数据技术应用大数据技术可以实现多个数据源的集成，通过数据挖掘、分析和决策，深挖数据价值，达到实时预警、健康管理、节能减排、成本控制等目的，进一步提高电力系统的水平。
4、云计算平台应用云计算平台可实现设备和系统的在线监测和云化管理和控制等一系列业务服务，推动电力系统的智能化和自动化，减轻维护的负担，提高了效率和可靠性，并实现了经济效益的最大化。
综上所述，电力系统自动化技术已经广泛应用，未来还有很大的发展空间。
随着科技的快速发展，电力系统将不断提高能源效率、降低能源消耗，实现更加智慧、安全、可靠的运营。
关于数字化变电站目前存在的技术问题及解决措施
中图分类号 ： Ｔ Ｍ６ ３ １
文献标识 码 ： Ｂ
文章编 号 ： １ ０ ０ ４ — ７ ３ ４ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ２ １ — ０ ０ ４ ５ — ０ ２
数字 化变 电站的实现 ， 比较 大的障碍 是一次设备 ， 尤其是 一次测量 设 备。 目前数 字化变 电站中较为常用的是数字式的光电互感器 ， 能够从 根本上解 决互感 器在 电压和 电流信号在处理过程中 ， 以及传输到二次设 备 中所产 生的附加误 差， 提 高了测量系统、 保护系统和计量系统准确性 。 由于电子式互感器和 电磁互感器的运行原理并不相 同， 其可靠性也会 出 现新的特 点。因此， 在 电子 互感器 的应用中 ， 常采用的电子器件和光学器 件等相 对易耗 的原件 ， 其 可靠性存在一 定的问题 ， 并且 可靠性会成 为 电 子互感器发展的制约因素。 ｌ 数 字化 变 电站 的特 点 在 目前大多 电力企业采用 的电子互感器主要 以外 国产 品为主， 存在 数字化 变 电站 的实现主要是应用 智能化大 的开关和 互感器 等数字 有一定故障率等 问题 。针对 电子互感器存在 的问题 ， 可通过 化技术， 对变 电站 中的一 、 二次 设备进 行分组 ， 循序渐进 的实现 变 电站 的 运行时间短， 分别采用后果 自动化和信息化 。通过数字化 实现变 电站 电气设备 间的资源共享 ， 实现 对 电磁式 电流互感器和 电流互 感器 可靠性 的联系与区别， 分析法 、故障模式和故 障树分析法对 电子式 交流互 感器 可靠性 分析， 并 资源的有效利用， 促进 电器设备的便捷化操作。数字化技术 的应用 ， 能够 ＭＥ Ａ表格 ， 找 出故障所在。 减少 电器设备的退 出时间和退出频率， 精简设备数量 ， 进而减少变 电站 中 建立起故障树和 Ｆ ３ ． ２ 系 统 的 网络 选 型 问题 及 措 施 分析 的连 线 情 况 ， 加 强 设备 运 行 的可 靠 性 ， 减少 设 备 可 能存 在 的 安 全 隐患 ［ １ １ 。 网络系统作为数字化变 电站 自动化系统主要运行保障 ， 其信 息传输 数字化的另一特点是系统运行 过程中， 能够实现和相 应系统间的信 息资源共 享 ， 避免变 电站在其他 资源建设 中不必要 的重 复， 有效节 约变 的速度和可靠性直接影 响到系统 的可用性 。在全数字化 的系统运 行中， 保护算法和控制 命令的形成 ， 需通 过多个 网络 Ｃ Ｐ Ｕ协 同 电站运行中人力和物力 。此外 ， 在变 电站运行中 ， 投 资金额 少， 成本回收 其信息 的采集 、 其关 键在于掌控好保 护命 令的快速传输和 保护命令 ， 其过程较 为 时间短， 能够有效延长变电站的使用年限。数字化变 电站的运行， 同时还 完成 ， 但最 基本的条件为 网络适应性 ， 关键性 的技术 问题 为恰 当的通 信 实现 了数 字化的信 息采 集，之后可 应用数字化 的 电器测 量工具分 析数 复杂 ， 据， 使变 电站设备的一、 二次系统 间的隔离得 以实现 ， 还可使 电量 测量更 协议和网络通信速度提升 的控制命令和保护算法 的形成 。 目前 ， 以太网的应用 已渗透到工业 自动化过程控制领域 。在数字 化 加的精确。 最后 ， 数字化技术促使变电站信息系统逐步实现 分层化。 数字 可采用 以太 网技术 。嵌入式 以太 化 的实现促 使集 中式模 式向分布式转 变， 完善变 电站 的记录 ， 也有效 的 变 电站 自动化系统的两级 网络应用 中， 网的选择应用 ，应考虑到通常超高压变 电站二次系统采用 间隔设计 ， 产 提高 了系统的开放程度和运 行速度。 品 向下 的兼容 问题 ， 应用成本 问题 ， 以及超高压变 电站 自动化 系统对 可 ２ 数字 化变 电站的运 行 优势 靠性的高要 求， 要使其能够方便的形成双 网结构 。其 中， Ｇ Ｏ Ｏ Ｓ Ｅ是 以以 数字化变 电站 逐渐的被认可 ， 已成为变 电站新的工作模式 。与传 统 太 网多播报文传输为基础的网络应用 ， 能够有效保护断路器位置 、 跳 闸、 的变 电站相 比较， 数字 化变电站具有 这样的优 势。 联锁信息等 实时性要求高的数据传输 ， 图 ｌ为 Ｇ Ｏ Ｏ Ｓ Ｅ联络结构图。 （ １ ） 共 享 统 一 信 息 平 台 。随 着 变 电站 功 能 的 越 来越 强 大 ， 其 内 部 的 各 项组件和功 能设备也更加 的复杂化、 多样化 ， 数 字化变 电站的实现 ， 建造 起统 一的信 息共享平 台， 促 使监控 、 保 护等各项 功能均能够通过 同一 网 络来实现操控 ， 有 效的降低 了成本， 提高其使用 效率 ， 同时利于 以后功 能 的拓 展 。 （ ２ ） 数字化变 电站具 备更好的拓展性 。数字化 的共 享网络模式和模 块化 设计， 能够 使拓展新功 能和增添新 设备变得 更加的简单 ， 仅 需加入 现代 网络当 中， 无需对原有 设备进行较大 的更改 ， 延 长变 电站 的正常使 用周期 ， 有 效 降 低 了升 级 更 新 成 本 ［ ２ １ 。 圉 １ ＧＯＯ Ｓ Ｅ联 络 结 构 图 （ ３ ） 数字化变 电站 的维护和 使用功能更加便捷 。传 统的变 电站通常 ３ ． ３ 数 据 采 集 共 享 问题 及 解 决 措 施 需要使用 电缆进行 控制命令和 信息的传输 ，致使大量 的人 力和 资金维 电子继 电保 护设备在保障 电力系统稳 定安全 的运行 方面具有特 殊 护， 并且在 出现 问题时 ， 不 能够迅速 找出产生 问题 的原 因， 不利于进行及 的作用 ， 决定其在 电力系统运行 中的重要地位 ， 因此 ， 要 实现继电保护和 时的处理。而数字化变 电站设备具 有 自动化和智能化 的特 点， 有效的简 变 电站综合系统 的其他设备进行数据共 享和采集 ， 需要解 决各个 系统设 化变 电站维护和正常运行 的工作量 。有效节省 电缆投入 ， 使变 电站运行 备对对数据的采集速率 问题 。同时， 在数据 的共享过程 中， 应保证数字化 的可靠性和稳定性得到大幅的提升 。 变 电 站 系统 的 网络 安 全 。 （ ４ ） 数 字化变 电站促 使精度 更加 的准确 。 传统的模拟信号在传输中， 目前 ， 常用 的技术为防火墙、 物理隔离和加密技术。防火墙可通过对 极容易传输 误差 ， 但数 字化变 电站 的精度极高 ， 促进变 电站 工作质量 的 网络的限制访 问和 隔离 ， 控制 网络访 问权限： 应用 加密技术科 对 网络数 提 升。此外， 数字化变电站的使用 ， 能够提 高其安全性 ， 数字化变 电站采 据进行加密处理 ， 数据到达 目的地址后 ， 可解密 为原始数据 ， 有效 的防止 用新进 的电子互感器， 能够有效 降低传 统方式中常导致 的差动饱和和 高 非法用户盗用数据 。此外， 电力企业应加强对信息资源共享技术的研 究， 压等 问题， 提 高变电站运 行的安全性 。 任 用专业人才， 积极引进 国外新进技术 ， 了解数字化技术发展 的新动态 。 ３ 数字 化变 电站 目前 存在 的技术 问题及 解 决措 施 运用 网络信息化技术， 实现信息资源 的高效应用 。
浅析变电站的发展趋势--数字化变电站
［ 关键词］ 变电站 变电站数 字化
通信网络
为 了提 高电力系统 的 自 动 化水平和可靠性 ， 提高 电网企业 的经济 效益 和管理水平 ， 我 国电力企业积极进行 变电站的数字化 。随着国家
国外一些大 的电力设备生产公 司已经推出类似 的产品 ， 瑞士 Ａ Ｂ Ｂ 公司推 出的接插 式开关系统 Ｐ Ａ Ｓ Ｓ 是最具代表性 的。它是 Ａ Ｂ Ｂ 公 司在 标准 的不断完善 以及智能断路器 、 非常规互感器和网络技术的发展 ， 数 生产气 体绝缘组合电器 Ｇ Ｌ Ｓ 和空气绝缘开 关设备 Ａ Ｌ ｓ 的基础上研发的 字化将是未来变电站 自动化发展 的必然趋势 。 种新型 电器设备 ， 而该 款产品具备 了Ｇ Ｌ Ｓ的优点。从 ２ ０ 世纪末应用 数 字 化 变 电 站 的 特 点 至今 ， 已在美 国 、 加拿大 、 英国、 瑞 典等变电站使用并且 用户反应 良好 随着 数字化 技术 的出现和应 用 ， 数 字化变 电站的概念 也被提 出 。 可 以说 ， 集成 型智能开关设备是 电力系统将来一次 电气设 备的发展方 数字化变 电站可 以实 现信息 的整体 和统一 处理， 同时具备变 电站 内ｌ Ｅ Ｄ 向， 它 的主要优 点是结构 紧凑 、 安装 方便 、 接线简化 、 占地面积小 、 自动 之 间、 控制 中心 和变 电站之 间协 同互动运行 的能力 。一般情况下 ， 数字 化程度高 、 可靠性高 和 日 常维护简单。 化变 电站具备 以下几个技术特点。 三、 数 字化变 电站通信 网络结构 １ ． 层 次 化 建设数字化 变电站的基础之一 就是从逻辑概念 和物理概念上 ， 将 由于所具备 的功能差异 ， 变 电站 的结构逻辑可分成间隔层 、 过程层 通信体 系分为三个层次 ， 即间隔层 、 变电站层 以及过程 层 ， 并且制定 了 以及变 电站层 。间隔层 的作用是通过本 间隔的数据作用于 自 身 间隔 的 各层通 信接 口之间 的通信 标准 。而另一个前 提就是 制定 的Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 次设 备。所有 与一次设备接 口功能 的实现是通过过程层完成 的。利 标准 ， 该标准的制定 ， 有利于实现电力 自动化系统的三个功 能， 即控制 、 用全站 的数据 ， 变 电站层 可以对 全站 的一次设备进行监视 以及控制 ， 同 监视和继电保 护功能。 时可 以实现与远方控制 中心进行交换数据。 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 ２ ． 一次设备 的智能化 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 可 编程（ Ｐ Ｌ Ｃ ） 控 制器可 以替换变 电站二次 回路中的继电器及其配 的通信接 口， 上述 的三个层次仅是抽象 的概念 。由于 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 使用 以 套的逻辑 回路 ， 光 电数字和光纤将 会代替变电站 目 前普 通的模拟信号 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 和控 制线路 。 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 ３ ． 二次设备 的网络化 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 变电站的二次设备不设功能装置 重复的输入， 输 出接 口， 通过 网络 且可 以同时实现变电站内的无缝连接 。 可以真正实现数据共 享 、 资源共 享 ， 普通 的功能装置也会演变成逻辑 的 变 电站层有 两种功 能 。变 电站层 功能是 指 Ｓ Ａ Ｓ到各个 接 ［ Ｊ 的功 功能模 块。 能， 即到本地站操作员人机接 口、 远方控制 中心遥控接 口或远程监视维 ４ ． 运行管理实现 自动化 护— 程远方监视接 口的功能 。另外一个功能是指利用多个， 变电站或间 日常运行 、 维护 、 数据记录可以实现无纸化 办公和 自动化 的信息分 隔的数据 ， 而且作用到整个 站的一 次设备或多个间隔。 流交换 ； 变 电站 发生故障时 ， 及 时提出故障原 因和维修 意见 ； 系统可 以 间隔层是 利用分析某个 间隔数据 ， 然后 可以实现控制该层一 次设 自动发出变电站设备状态检修报告 。 备的 目的。该功能是与任何类型的 Ｉ ／ Ｏ 或智能传感器和执行器通信 ， 即 二、 数字化变 电站 中的关键技术 通过一定 的逻辑接 口在间隔层 内通信或与过程层通信。 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 过程层功能是连接到过程 的全部功能 。 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 四、 数字化变电站对 变电站 的影响 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 １ ． 对二次系统应用的影响 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 由于现代 数字技术 的发展以及相关标准 的制定 ， 变 电站数字 化技 的发展和应用。 术得以迅速发 展应用 。在 电气量采集 的环节 、 Ｉ Ｅ Ｄ设 备数据传输 交换 １ ． 非常规 的互感器 方式、 变 电站信息冗余性 、 变 电站二次 系统运行安全性 、 可靠性等 ， 都将 随着计算机技 术和光 电技术 日益成熟 ， 非 常规互 感器在实 际生产 南于变 电站数字化技术的应用产生 巨大的影 响。 中得到了广泛的应用 。它具有很强的抗电磁干扰能力 、 绝 缘好 、 可测量 ２ 对 变 电站整体建设方案的影 响 频带宽 ， 新型光 电／ 电子式 互感器具有现代光 电技 术的优点 以及 电光晶 当今 ， 由于土地价格 昂贵， 缩小变 电站 的占地面积将是 目前变 电站 体的各种优异特性 ， 在 电力行业有着广泛的应用 。同时 ， 结合数字信号 建设 急需考 虑的问题 。由于 电子式互感器 的体积小 ， 方便安装 ， 与其他 处理 Ｄ Ｓ Ｐ 技术 和光 电技术 ， 未来将呈现出很好的发展 势头 。 高压设备集成方便 ， 所 以能减少变 电站的 占地面积 。实现 数字 化的变 数字化保护 和测控设备可 以和非常规互感器 直接接 口， 省去了中 电站基本上没有 电缆 ， 采用 光纤通 信， 造价低 ， 重量轻 ， 可 以取消变 电站 间环节 。它 的优点是 ： 能隔离高低压 ， 绝缘性能 良好 ； 由于不含铁芯 ， 铁 内大部分 电缆井和 电缆层 ， 建设 变电站 的成本也可大大减少。 ３ ． 数字化变 电站对设备调试的影 响 磁谐振和磁饱可 以消除 ； 良好 的抗电磁干扰性能 ， 低压侧无开路高压危 险； 测量精度高 ， 动态范围大； 频率 响应范 围大 ； 无易燃 、 易爆等危 险。 数 字化变 电站不仅 可以提高二次 系统 安全性 ， 而且 可以大大简化 由于 以上优点 ， 非 常规 互感器不仅具有可 观的经济效益 和社会效 二次系统的调试 ； 电压互感 器的极 性由安装位置决定 ， 所 以现场不需要 益， 而且 能很好地适应 电力系统数字化 、 智 能化和网络化发展 的需 要 ， 校验 ； 绝缘 电阻 不需要 测试 ； 电子式 互感器还可 以确保使用 数据正确 ， 提高 了电力系统 自动化程度并且 能够保证其安全可靠的运行。 这是 由于该设备传 输的数据都有标 记 ， 方便识别 ； 除此之外 ， 由于一二 ２ ． 断路器智能技术 次回路 接线不 需要查线 ， 原来 的查线工作 大大减少 ， 减轻 了运行维护人 为 了改变现有断路器 的单一空载分 闸特 性 ， 自动获得实 际开断时 员的工作量 ； 由于 绝缘的系统 的光纤 信号传输 回路 ， 所 以没有接地 ， 减 电气 和机 械性能上 的最佳 开断效果 ， 且 由于电网运行过程 中会 经常有 少了变电站检查接地 的工作量 。 各种 开断指令 ， 断路 器可以执行相应 的智能操作—— 自动调 整执行机 五、 数字化变 电站未来 的发展 构 和灭弧 室工作 条件 的选择 。通过智 能断路 器 的过 程层（ ｉ ／ ｏ ） 通信 接 电力系统通过 Ｓ Ａ Ｓ 技术的应用 ， 不仅提高 了电网运行的安全性 、 稳 口， 输入 和输 出通信 数据 ， 而这些 通信 数据必 须符合 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 标准。 定性 ， 而且还大大减少了系统的维护
浅析智能变电站现状及管理过程中的潜在问题改进对策
水电工程智能变电站已经在无形当中融入整个社会生产过程中，借助其智能化特点，保证了整个供电系统的安全运行。
智能变电站在运行维护中存在运行不稳定问题待解决，在最初设计当中也存在技术缺陷问题待解决。
为了维护智能变电站系统，在我国电力经济发展中的主导作用，尽量降低因变电站因故障造成的损失，保持其安全和稳定性，找出在管理过程当中潜在的问题，并找出相对应改进对策，已经成为了当下至关重要的任务。
一、智能变电站现状智能变电站在经过2009年5月国家给出发展目标，到2009年8月确定国家第一批智能变电站试点工程，再到现如今已经兴建多个智能变电站，并完成其新建及改造。
变电站从最初的传统变电站，向综合自动化变电站转变，近年来已经发展为数字化变电站，现阶段已经达到了智能变电站发展水平。
智能化变电站采用网络化通讯平台，可自动完成监测保护和控制等基本功能，不需要人工采集信息。
智能化变电站摒弃了传统变电站远程遥控操控系统，实现自动调节，智能控制，远程互动等功能，智能变电站已经成为电力系统中最先进的智能、环保设备，这便是智能变电站现状。
二、智能变电站管理过程中潜在问题智能变电站虽然已经实现平台统一、信息建模统一，已经成为智能的高级应用，但现今阶段，输变电损坏维护问题、新能源消耗问题、技术开发过程中信息保密问题等，都已经成为智能变电站管理过程当中潜在的主要问题。
1.智能变电站系统损耗损坏维护问题。
智能化变电站是基于整个电网，涵盖了智能化电站的全部环节，也融入了很多新的技术和管理理念，在能源结构上发生了新的变化，从曾经适应集中发电，转变为可加入多种电源，从二次网络化发展成为满足网络通讯的高级应用。
正是因为这样全面性的技术进步，导致其损耗过后，维护费用大大增加。
不仅增加了人力成本，而且增加了技术成本，这是智能变电站管理过程中潜在的问题之一。
2.管理过程中新能原消耗问题。
智能化变电站的管理，已经不像其他行业一样只基于人和技术的管理，其涵盖范围的广泛，已经涉及到国家在能源方面的问题。
数字化变电站自动化技术的应用
数字化变电站自动化技术的应用随着电力系统的发展，数字化变电站的自动化技术越来越成为发展趋势，旨在提高电网的可靠性和安全性。
数字化变电站自动化技术是指通过电力信息技术手段，将变电站中的各种设备、监测、自动调控、保护、安全措施等集成起来，实现变电站的智能化、信息化、绿色化，从而保障电网的安全、稳定、高效运行。
本文将从数字化变电站的概念、数字化变电站自动化技术的发展历程、数字化变电站自动化技术的应用、数字化变电站自动化技术的发展趋势等多个方面进行详细论述。
一、数字化变电站的概念数字化变电站简称DAS（Digital Substation Automation System），是以数字化设备、通信技术、自动控制技术为核心，以监测、调度等管控功能为目标，对变电站的监测、控制、保护、通信和安全做出最佳综合管理的一种技术体系。
数字化变电站是一种以数字化设备为核心的变电站自动化，它构成了变电站数字化化和智能化的重要环节。
数字化变电站的概念中包含了数字化、自动化、集成化等多个概念。
数字化是指将传统的模拟设备转换为数字化设备，数字化设备可以进行高速、精确的运算、控制和通讯；自动化是指通过程序控制，实现变电站的自动化操作，实现从变电站设备到电网实时监视与控制；集成化是指将变电站内的各种设备，监测、自动调控、保护、安全措施等集成起来，以数字化技术为基础实现集成控制，并通过网络与发电厂、电力公司等机构进行通讯，实现电力信息平台的组建。
数字化变电站的出现，意味着变电站将具备智能化、信息化、绿色化等更高的特点，从而提升电力系统的安全性、可靠性、高效性和可持续性。
二、数字化变电站自动化技术的发展历程数字化变电站自动化技术起源于上个世纪80年代，当时数字化变电站自动化的概念已经出现，但是由于计算机技术、通信技术、数字化技术等不成熟的因素，数字化变电站自动化技术并没有广泛应用。
到了上世纪90年代，数字化变电站自动化技术渐渐得到了广泛应用。
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ＣＴ ０．２ 级 线缆误差 ０．１
ＶＴ ０．２ 级
Ａ／Ｄ 转换
传统电能 表 ０．２ 级
测量系统 误差 ０．７
电子式 ＣＴ ０．２ 级
电子式 ＶＴ ０．２ 级
图 １ 传统计量系统
光缆数字传 输无误差
全数字系 统无误差
图 ２ 数字化的计量系统
测量系统 误差 ０．７
站控层 设备
监控计算机 Ａ
监控计算机 Ｂ
间隔层 网络
间隔层交换机 Ａ 间隔层交换机 Ｂ
间隔层 设备
保护装置、 测控装置 Ａ
变电站 某间隔
保护装置、 测控装置 Ｂ
过程层 网络
至跨间 至跨间
至跨间 至跨间
隔设备 隔设备 过程层交 隔设备 隔设备
如故障 如母线 换机 Ａ 如故障 如母线
录波 保护
录波 保护
３ 现阶段数字化变电站的实施方案
现阶段数字化变电站的实施方案包括了从站控 层到间隔层再到过程层的一系列满足数字化变电站 特点的设备以及网架结构。根据数字化变电站的特 点， 现阶段的数字化变电站的实施是在传统综合自 动化变电站的基础上进行的， 其实施方案主要分为 ３ 方面： （ １） 站控层与间隔设备间的通信； （ ２） 采样 数据的传输； （ ３） 开关智能终端与间隔层设备间的
比 ， 对 ＩＥＣ６１８５０ 协议、智能开关、电子式互感器、数 字 式 计 量 系 统 进 行 了 分 析 ， 阐 述 了 现 阶 段 数 字 化 变 电 站 的 建设是变电站未来发展的必然趋势。
关键词： 数字化变电站； 电子式互感器； ＩＥＣ ６１８５０； 智能开关； 计量系统
但 同 时 也 需 要 对 数 字 化 变 电 站 概 念 与 ＩＥＣ ６１８５０ 协议作出区分， ＩＥＣ ６１８５０ 协议从根本上来说 是一个通信协议， 它并不是数字化变电站， 所以说数 字化变电站的建设离不开设备的数字化， 智能化的 一 次 设 备 才 是 数 字 化 变 电 站 建 设 的 根 本 。 而 ＩＥＣ ６１８５０ 协议仅仅是为了解决数字化后设备与设备间 的互操作性、互换性而提供的一个统一平台协议。
光学电子式电压互感器： 通过横向和纵向调制 传感器测量电压， 目前难以对相位差进行精确测量， 一般采用干涉方法将通过晶体的相位调制光变成 振幅调制光， 检测光强来间接检测相位。影响因素： Ｆａｒａｄａｙ 效应会受到双折射（ 固有双折射、应力双折 射、温度双折射） 、温度、振动等因素影响， 温度将影 响介质的 Ｖｅｒｄｅｔ［８］常 数 、折 射 率 等 ， Ｐｏｃｋｅｌｓ 效 应 的 工 作 稳 定 性 会 受 到 温 度 、应 力 、晶 体 尺 寸 及 光 源 波 长稳定性等诸多因素的影响。光学电子式互感器技 术复杂、成本高， 性能不易稳定， 实用化进程缓慢。
２．４ ＩＥＣ ６１８５０ 协议的应用 １９９９ 年 的 ＩＥＣ ＴＣ５７ 京 都 会 议 和 ２０００ 年
ＳＰＡＧ 会议提出制订 ＩＥＣ ６１８５０ 协议作为变电站建 设的无缝通信协议。ＩＥＣ ６１８５０ 协议的 １～１０ 部分 已正式发布。
ＩＥＣ ６１８５０ 协议提供了变电站自动化系统功能 建 模 、数 据 建 模 、通 信 协 议 、通 信 系 统 的 项 目 管 理 和 一致性检测等一系列标准［１０］。按照 ＩＥＣ ６１８５０ 协议 建设变电站的通信网络和系统， 是建设数字化变电站 的有效途径。ＩＥＣ ６１８５０ 协议的发布和符合其标准的 设备的推出， 为建设数字化变电站提供了坚实的基础。
理 想 的 智 能 开 关 是 指 在 断 路 器 内 嵌 电 压 、电 流 变换器及其光电测量系统［９］， 由微机控制的二次系 统、ＩＥＤ 设备和相应智能软件实现集成开关系统智 能性的开关设备。但由于智能开关等一次智能化设 备的开发周期以及造价等原因， 目前最佳的解决方 案依旧是采用智能终端 ＋ 传统一次设备的方式。从 严格意义上来说应该智能终端称之为智能操作箱 即将原有的操作回路下放至端子箱再配以智能化 系统来实现传统开关设备的数字化。实现了传统开 关的“自我描述”“自我检测”机制。 ２．３ 计量系统的应用
数字化变电站的主要一次设备和二次设备都 应为智能设备， 这是变电站实现数字化的基础。智 能 设 备 具 备 可 与 其 他 设 备 交 互 参 数 、状 态 和 控 制 命 令等信息的通信接口。如果确需使用传统非智能设
收稿日期： ２００７ － ０６ － １２
备， 应通过配置智能终端将其改造为智能设备。设备 间信息传输的方式为网络通信或串行通信， 取代传 统的控制电缆、ＣＴ 电缆和 ＰＴ 电缆等硬接线。
理想的过程层 ＩＥＤ— ——智能开关是指在断路器 内嵌电压、电流变换器及其光电测量系统， 由微机控 制的二次系统、ＩＥＤ 设备和相应智能软件实现集成 开关系统智能性的开关设备。其最大的优点是间隔 内自动闭锁和“五防”， 保证设备和人身安全； 按电压 波形控制合闸角， 按最佳灭弧时间控制跳闸， 以减少 操作过电压就地实现重合闸； 实现设备在线监测和 诊断， 为状态维修提供参考； 实现就地重合闸以及其 他当地可以执行的功能， 而不依赖站级控制系统。
混合电子式互感器（ 电学电子式互感器） 技术 成熟， 运行经验多， 具有实用化优势。且罗氏线圈 ＋ 采集器方式来实现的混合电子式互感器（ 电学电子 式互感器） 已经得到了很好工程实践， 到现在已有 几十个站利用这种方式实现了一次设备的数字化， 是目前数字化变电站实施的最佳选择。 ２．２ 智能开关的应用
１ 理想数字化变电站的模型
１．１ 数字化变电站的进程 ２０ 世纪 ７０ 年代是远动技术； 八九十年代是变电
站自动化系统； 本世纪初是数字化变电站系统。其主 要技术方向为： （ １） 传感技术； （ ２） 电子技术； （ ３） 网 络通信技术； （ ４） 标准协议。 １．２ 数字化变电站的基本概念
数字化变电站是指变电站的信息采集、传输、 处 理 、输 出 过 程 全 部 数 字 化 ， 基 本 特 征 为 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。数字化变电站建设的关键是实现能满足 上述特征的通信网络和系统， 并开发出相应的智能 设备。ＩＥＣ６１８５０ 标准包括变电站通信网络和系统的 总体要求、功 能 建 模 、数 据 建 模 、通 信 协 议 、项 目 管 理和一致性检测等一系列标准。数字化变电站可按 照 ＩＥＣ６１８５０ 标准建设通信网络和系统的变电站。 １．３ 数字化变电站的设备特点
中图分类号： ＴＭ６３
文献标识码： Ａ
文章编号： １００９ － ０６６５（ ２００７） 增刊 － ０００５ － ０３
随着数字化技术不断发展， 数字化变电站将是 继综合自动化技术后电力系统变电站建设的又一 次革新。国家电网公司也已经将数字化变电站建设 纳入到十一五规划重点发展方向。数字化变电站必 将是变电站建设的趋势。但目前关于数字化变电站 的定义以及发展方向一直以来都没有清晰的概念。 所以现阶段数字化变电站的建设方案的制定将显 得尤为重要。本文中所提及的数字化变电站的建设 方案已投运了十几个站， 覆盖了 ２２０ ｋＶ～３５ ｋＶ 不 同电压等级的数字化变电站。
汤汉松 等： 数字化变电站的现状与未来
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连接。在站控层与间隔设备间的通信主要体现在协 议 层， 现 在 有 ＩＥＣ ６１８５０ 协 议 和 ＩＥＣ ６１８７０－５－１０３ 协议。后台系统应能同时支持这两种协议的的间隔 层设备接入并能将一些不能走 ＩＥＣ ６１８５０ 协议的设 备通过规约转换器转换后接入后台监控系统。采样 数据的传输采用 ＩＥＣ ６１８５０－９－１ 点对 点 传 输 协 议 ， 跨间隔间采用 ＩＥＣ ６００４４－８ 传输协议中规定的高速 串行 ＦＴ３ 传输协议。开关智能终端与间隔层设备间 的连接按照 ＧＯＯＳＥ 单独组网模式即所有开关量信 息 、跳 闸 信 息 以 及 跨 间 隔 跳 闸 信 息 通 过 交 换 机 相 连 分别送至各间隔设备和开关智能设备。网络架构图 见图 ３。
２００７ 年 ８ 月
江苏电机工程 Ｊｉａｎｇｓｕ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
第 ２６ 卷 增刊
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数字化变电站的现状与未来
汤汉松， 孙志杰， 徐大可 （ 国电南自新宁公司， 江苏 南京 ２１０００３）
摘 要： 随着数字化变 电 站 的 发 展 以 及 ＩＥＣ ６１８５０ 协 议 的 不 断 推 广 ， 数 字 化 变 电 站 的 建 设 已 由 理 论 研 究 阶 段 走 向 工
数字化变电站的设备状态信息应包括其自身健 康状态。设备根据需要设计相应的在线检测功能， 实 时提供设备的健康状态信息， 变电站自动化系统可 根据设备健康状态提出检修要求， 实现计划检修向 状态检修的转变。
数字化变电站不需解决不同制造商设备信息代 码表不统一的问题。数字化变电站的设备信息应符 合标准的信息模型， 具有“自我描述”机制。采用面向 对象自我描述的方法， 传输到自动化系统的数据都 带说明，马上建立数据库，使得现场验收的验证工作 大大简化，数据库的维护工作量大大减少， 实现设备 的“即插即用”。 １．４ 智能开关与电子式互感器
数字化变电站由于采用了电子式互感器， 从而 使得传统的计量系统（ 电度表） 已无法使用， 在现阶 段已开发出能够接 ＩＥＣ ６１８５０ 协议过程层接口的电 度表从而满足了数字化变电站对于计量系统的需 求。数字式电度表 ＤＴＳＤ／ＤＳＳＤ１０５６ 已获得了质量
技 术 监 督 局 的 计 量 许 可 证 ， ＤＴＳＤ／ＤＳＳＤ１０５６ 三 相 电子式多功能电能表在接收到光纤以太网传送的数 字化电流电压信号后， 实时运算和处理 ＣＰＵ 系统对 该数据进行处理光电式电能表的电量输入采用了数 字输入接口模式。数字输入接口严格遵循了当前国 际流行的 ＩＥＣ６１８５０ 标准， 数字输入接口在物理和链 路层上采用了 ＩＥＣ６１８５０ 推荐的高速光纤以太网。