数字化变电站【数字化设计智能变电站的那些事儿】
数字化变电站设计和调试
安全性
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确保数字化变电站的安全性是首要目标，应采 取有效的安全措施和技术手段，防止设备故障
和网络攻击。
可扩展性
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数字化变电站设计应具备可扩展性，以满足未 来业务增长和扩容的需求。
硬件设计
1 3
选择合适的硬件设备
根据数字化变电站的需求和规模，选择性能稳定、可靠、易 于维护的硬件设备。
设备布局与布线
2
合理规划设备布局，优化布线设计，确保设备之间的通信畅
通和易于维护。
设备接口与通信协议
确保硬件设备具备可靠的接口和通信协议，以便与其他设备 和系统进行数据交换和通信。
软件设计
选择合适的操作系统和开发语言
根据数字化变电站的需求和实际情况，选择稳定、可靠的操作系统和开发语言。
功能模块设计
调试工具和方法
调试工具
使用专用调试软件和测试仪器，如网 络分析仪、协议分析仪等。
调试方法
采用分步测试、模拟测试、实时监测 等方法，确保设备性能达标。
常见问题的解决
数据通信问题
检查网络连接、协议配置等，确保数据传输畅 通。
设备兼容性问题
核对设备型号、版本等信息，确保设备之间的 兼容性。
自动化功能异常
考虑协议的安全性和可靠性
选择具有良好安全性和可靠性的通信协议，以确保数字化变电站的 安全和稳定运行。
03
数字化变电站的调试
调试流程
准备工作
检查设备安装是否正确，核对设备参数，确保 调试环境安全。
基础功能调试
测试各设备的基本功能，如保护装置、测控装 置、交换机等。
高级功能调试
对变电站的自动化功能进行测试，如自动控制 、顺序控制等。
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。
变电站数字化与智能化
2010年第10期 总第281期国家电网公司提出了建设以特高压为骨干，各级电网协调发展，以智能化为手段，以提高供电高效、安全、可靠为目标，信息化、数字化、自动化、互动化为特征，实现自主创新、国际领先的统一坚强智能电网的概念。
作为智能电网输配电环节的智能变电站更是统一坚强智能电网的重要基础和支撑。
1 现阶段数字化变电站特征一次设备的数字化和智能化。
电子式互感器替代了变电站内传统的电磁式互感器，它能直接向外提供数字式光纤以太网接口。
站内采用具备向外进行数字通信的智能操作箱等设备，或者在这些一次设备就地加装智能终端，实现信号的数字式转换与状态监测，以满足一次设备数字化和智能化的要求。
二次设备的数字化和网络化。
与传统变电站信息传输以电缆为媒介不同， 数字化变电站二次信号传输是基于光纤以太网实现的。
变电站通信网络和系统实现IEC 61850标准化。
传统变电站中信息描述和网络通信协议标准的差异，导致了不同厂家不同设备间信号识别困难、互操作性差。
数字化变电站全站通信网络和系统实现均采用IEC 61850标准，该标准的完整性、系统性、开放性保证了数字化变电站站内设备具备互操作性的特征。
运行管理系统的自动化。
在现有综自系统已经具备较大程度自动化特征的基础上，数字化变电站在站内设备的互操作性、信号的光纤传输、网络通信平台的信息共享等方面，进一步体现了运行管理自动化。
目前大部分投运的数字化变电站典型结构如图1所示。
2 智能变电站在国家电网公司编制的《智能变电站技术导则》中给出了智能变电站的定义：采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，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、协同互动等高级应用功能的变电站。
智能变电站在智能电网中所处位置如图2所示，由此可见智能变电站是智能电网的重要组成部分，智能变电站技术是智能电网关键技术之一。
数字化变电站介绍
3、面向变电站事件的通用对象（GOOSE) generic object oriented substation event
当发生任何变化时，智能电子设备将借助变化报告，多播一 个高速二进制对象——通用面向对象的变电站事件报告。
4、电子式互感器 electronic instrument transformer
3、过程层
设备： 电子式互感器、合并单元、智能终端等 功能： 完成实时运行电气量的采集， 设备运行状态的监控， 控制命令的执行，
4、结构图
DIKO 6000数字化变电站系统
简介
1、系统概述
DIKO6000数字化变电站系统是采用分层采集、集中控制的架构体 系，将模拟量、开关量的信息采集和信息的计算、逻辑判断分层实 现的数字化变电站系统。各智能电气设备的模拟量、开关量信息就 地采集，数字化处理后通过网络和保护装置联系；保护装置安装于 主控室，综合全站信息实现保护、测控、计量功能，各功能相对独 立、分时运行，即保证了保护功能的选择性、快速性、安全性、可 靠性，又保证了测量、计量功能的高精度要求。 数字化变电站内涵主要体现为以下几个方面： ① 反映电网运行情况的电气量信息实现数字化输出； ② 智能电子装置IED对于电力系统的信息实现统一建模；
10、实时性 保护装置采用抢先式硬实时多任务操作系统，对高优先级突发任务 具有微秒级响应时间；应用软件具有完善的异步事件触发响应机制， 保证上行运行信息在2个采样间隔内完成，下行控制命令同样也在2 采样间隔内完成，因此，一次就地装置和保护装置之间的数据交换 在320μS之内实现。 通信服务器采用独创的点到多点分配的DMA技术和网络传输硬件加 速机制保证实时数据和控制命令实时转发。 智能测控终端采用硬件控制的光通道编码/解码及同步检出和仲裁 技术，实时采样数据由硬件直接读取并同步转发到光网络，传输性 能稳定，不受软件协议栈影响。 11、兼容性 既可实现传统式电压、电流互感器的模拟量接入，又可实现电子式 电压、电流互感器的数字量接入，如未来客户需扩充增值的高级应 用功能无需额外施工，仅需更换软件即可。
数字化变电站介绍
主要技术 特征
信息交互网络化 信息应用集成化 设备检修状态化
设备操作智能化
程序化控制
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数字化变电站主要技术特征
1、简化二次接线
–少量光纤代替大量电缆 少量光纤代替大量电缆
2、提高信息传输的可靠性（过程层设备） 提高信息传输的可靠性（过程层设备） 3、采用电子式互感器
–无CT饱和、CT开路、铁磁谐振等问题 无CT饱和、CT开路、 饱和 开路 –绝缘结构简单、干式绝缘、免维护 绝缘结构简单、 绝缘结构简单 干式绝缘、
4、提升测量精度
–数字信号传输和处理无附加误差 数字信号传输和处理无附加误差
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数字化变电站主要技术特征
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
• 整体误差取决于互感器准确度、传输附加 整体误差取决于互感器准确度、 误差、 误差、电表精度
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数字化变电站与传统变电站区别
• 智能终端（intelligent terminal） 智能终端（ terminal） 指与传统一次设备就近安装，实现信息采集、传 输、处理、控制的智能化电子装置。 • GOOSE（Generic Object Oriented Substation Event） 当发生任何状态变化时，智能电子设备将借助变 化报告，多播一个高速二进制对象——通用面向 对象的变电站事件（GOOSE）报告。
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变电站自动化系统的演变
数字化过程是一个逐步深入的过程 传统变电站－综合自动化站－ 传统变电站－综合自动化站－数字化变电站 当前的数字化变电站是与传统综自站相比较而言的
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综合自动化变电站的应用系统
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。
变电站的智能化与数字化技术及其发展分析
变电站的智能化与数字化技术及其发展分析【摘要】本文分别介绍了变电站数字化及智能化的特点，分析了目前国内外较新的综合自动化技术，指出目前是变电站的数字化及智能化发展创造了空前的良机，应该抓住机遇，加快发展。
【关键词】变电站；智能化；数字化智能化是当今电网发展的新趋势，数字化变电站是智能电网建设的物理基础，数字化变电站试点应用是目前电网建设和变电站技术发展的新热点，也将成为未来变电站自动化技术发展的趋势和方向。
文章结合笔者多年实际工程经验，就变电站的智能化、数字化以及综合自动化技术的特点、现状及发展进行了分析。
1.变电站智能化智能变电站实现形式基于数字化变电站，但在支撑智能电网建设、可再生能源即插即退等智能性方面有更高的要求。
智能变电站的实施意义主要有以下几个方面：（1）变电站的各种功能共享统一的信息平台站内信息采用统一的模型，按统一的通信标准接入变电站通信网络。
变电站的保护、测控、计量等系统均用同一个通信网络接收电流、电压和状态等信息以及发出控制命令，实现各间隔间信息共享。
（2）解决设备间的互操作问题所有智能设备均按统一的标准建立信息模型和通信接口，设备间可实现无缝连接。
IEC 61850的信息自解释机制，在不同厂家设备使用各自扩展的信息时也能保证互操作性。
减少运行通讯故障。
（3）便于变电站新增功能和扩展规模变电站在扩充功能和扩展规模时，只需在通信网络上接入新增设备，扩展软件模块，无需改造或更换原有设备，节约用户投资，减少变电站全生命周期成本，真正实现即插即用。
（4）应用通信网络取代二次电缆取消了传统保护测控装置的交流模块和控制模块，所有信息均通过过程层网络来传输，缩减了变电站建设用于购买二次电缆和电缆敷设设计的成本，同时也大幅度简化了传统变电站用于二次接线的工作量。
（5）提升测量精度采用输出数字信号的电子式互感器，电流电压信号在过程层网络中以数字化信息传输，在传输和处理过程中均不会产生附加误差，消除常规控制电缆带来的信息衰减，提升保护系统、测量系统和计量系统的采样精度。
数字化变电站系统介绍
数字化变电站的提出和定义 通过网络结构来了解数字化变电站 数字化变电站与常规站、61850变电站的对比 四方公司重点工程简介 智能变电站高级应用方案
数字化变电站的提出和定义
谁提出要建数字化变电站呢？ 好像挺难的…
咱们只需要关心数字 化的好处就行了
常数规字站化的的问好题处：： ➢➢采节集省资二源次重电复缆 ➢➢多信套息系共统享共存 ➢➢设设计备调互试操复作杂 ➢➢互易操于作扩性展差 ➢➢可维扩护展更性加差方便 ➢➢大调量试二更次加电方缆便 ➢发展的方向 ➢……
对时方式
间隔层设备 装置实景
电以太网：MMS
GOOSE-间隔闭锁
远动装置
站控层交换机 站控层设备
网络结构
非常规互感器
断路器
端 子 箱
光纤串口：私有规约
电缆：传统接口
户外柜
合并单元
光纤以太网：SV IEC61850-9-1/2
光纤以太网：GOOSE
保护柜
SV
电度 表
SV GOOSE
网络结构
一次设备 61850
对时方式 站控层交换机
站控层设备
装置实景
➢Manufacturing Message Specification，制造报文规范，61850在站控 层等同引用的一种工业控制标准； ➢通讯基于模型；
对时
非常规互感器
断路器
端 子 箱
光纤串口：私有规约
电缆：传统接口
一次设备
户外柜 合并单元
PPS IRIG-B
户外柜
合并单元
光纤以太网：SV IEC61850-9-1/2
光纤以太网：GOOSE
保护柜
SV
电度 表
SV GOOSE
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数字化变电站【数字化设计智能变电站的那些事儿】
在北京二环内建个变电站，与在长城边建变电站要考虑的因素有哪些不同？传统的二维制图的方法有哪些弊端，又该如何解决？9月21日，在西安召开的“xx Bentley电力行业解决方案主题年会”上，北京电力经济技术研究院的代表分享了他们开展变电站三维设计的经验。
三维设计带来精细化
在国家“坚强智能电网”项目的推动下，中国已成为全球智能电网发展的热点市场之一。
电力行业“十二五”规划不管是对火电、风电、水电还是核电的投资都很大，这就引发市场对电力、电力自动化、电力智能化系统设备的需求量急剧增加。
庞大的智能电网项目将在未来10年内给国内外同行业者带来4万亿元的市场机遇。
而其中，智能变电站将成为新建变电站的主流，并将迎来爆发式增长。
但随着智能变电站数量及规模的增长，建站速度的加快，建站精细化程度也将面临着严峻的考验。
目前北京电力经济技术研究院与建造公司正在合并，北京电力经济技术研究院要做到设计与建造兼顾，如何有效控制成本并将设计发挥至最优是该院面临的一大挑战。
Bentley __区总裁刘德盛认为，数字化设计是保障电力行业高速度、智能化、精细化发展的手段之一。
“数字化设计最大的优势是数据，数据的应用能够为基础设施项目的建设、运营和维护提供一个强大的支撑。
” Bentley __区技术总监何立波在年会上表示，基础设施建设项目往往是多机构、多专业参与，其中包括业主、设计院、建造商、承包商等机构，以及结构、通风管道、动力管道、上下水等专业。
通过数字化的三维设计，数据相互之间能够有机地关联，一旦进行调整，系统能够做出提醒，辅助判断。
北京电力经济技术研究院李伟在年会上谈到，随着电网设计技术难度不断增加，尤其是城市电网的复杂程度不断增加，新技术、新设备、新布置方式不断出现，以及与周边环境协调的要求增多，电力行业需要更加精细化的设计手段来实现这些要求。
在城市核心地区建变电站，既要与传统的建筑物相协调，还要与其他的主建筑协调；在大型景观附近建变电站，还要跟风景区的整体建筑相协调。
传统的做法是做二维图之后去和有关方面协商，但这沟通起来比较困难，基本上很难实现理想的要求。
而通过数字化的三维设计模式，效果就可以清晰地呈现，沟通非常方便，设计也更加精准。
呼唤全生命周期数字电厂
去年年底与Bentley签订合作开发协议的中国电力工程顾问集团西北电力设计院电气室经理孙进在年会上表示，他们看中了Bentley具备的设计计算先进性，但由于中国的设计习惯、设计工作范围和分工以及设计院管理模式的不同，需要对软件进行适合西北电力设计研究院的二次开发。
“比如，我们与国外制造和设计的分工范围不一样，另外在管理模式上，国外是用很严密的管理流程来限制某一个人管理设计的工作范围，而国内则是以工程管理为主线，以人来管理工程。
”
孙进介绍，为满足业主对项目设计工期、质量的要求，以及设计院进入海外市场，开展EPC总包业务的需要，西北电力设计研究院必须更新设计手段以期提高设计效率、质量，延伸设计服务范围。
通过数据库的建立、采用专业化的整体解决方案可以使设计精细化、高效化、国际化，也可以提取或整合数据库的数据为业主采购、施工、运营提供数据依据。
今后，设计院从提供单一的图纸产品转化为提供三维模型、图表、数据库等多元化产品，更好地服务业主，同时为实现全生命周期的数字化电厂提供保障。
何立波向记者介绍，Bentley提供的是多专业协同的平台，而发挥这种平台作用的是三个产品：一是处理跟图形、图纸有关的MicroStation系列产品；二是管理平台ProjectWise，它能把信息有效地管理起来，在各个专业之间实现安全可靠的数据交换，而数据需
要长期保存，不管在施工建造还是以后的运营过程中，它都是要长期保留的；三是新增的资产生命周期信息管理平台AssetWise，可提供基础设施资产运行所需的应用程序和在线服务，提高信息完整性和运行效率，同时在整个生命周期内简化与维护基础设施资产相关的业务流程。
项目生命周期的数据一致性是大家追求的目标所在，从勘察设计阶段信息的产生一直到最后的运营维护或者改扩建，如果有一个统一的数据模型，就可随时取用数据。
有了这些丰富的数据，就等于在电脑上事先建设了一个变电站。
这些精确而全面的数据，可修正、可查询、可模拟，这使变电站的养护与管理变得简单易行。
内容仅供参考。