综合自动化变电站向数字化变电站发展浅析
变电站综合自动化系统关键技术及发展趋势
及 时 处 理 ， 从 而 导 致 变 电 站 综 合 自动化 系统无法进行发展 。
罐 词 】变电站 综合 自动化 系统 关键 技术
．
２ ２保维护主要包含变 电器、线路、电容器 、 母线维护 以及备用 电使得供 电降低 ，半径供 电 在 变 电站综 合 自动化 系统 中，主 要利 用 之 间是小于 ３ ０ ０ ｍ。变压器 要选用 Ｓｌ １质量非 常好的变压力进行使用 ，在应用 的过程 当中最 好是选择高效能 的配 电变压器 ，此外 ，在 统一 区域 内进行装置监控器相关设备 ，利用一些 电
：
示 出来 ， 这样 方便 相关管理人员进行监管。
前我 国的综合 自动化应用发展相对其他 国
家用户之间的需求 ，使用统一的配 电变压器数 据，和农村的实际性情况来进行联合 ，同时还 要依照实际性的功能 因素大小 ，无功变压器之 间的分散实际状况 ，使用相应的配 电方法 ，尽 最大程度提升 电能的效用 ，有效降低 电能之间 的消耗量。
Ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ・ 自动化控制
变 电站综合 自动化系统关键技术及发 展趋势
文／ 赵建平
电网的电力消耗量 ，控制 电能的流速 。
进行整体管理许多 间隔 ，在发展过程 中也会形 成 由一个模板来进行管理 的间隔单元 ，从而达 到 了因为 区域 位置 的不相 同导致 的大 面积扩 散，这样一来不但 降低 由于相关故障 的出现而 该系统直接受到影响 ，大量提高该系统功 能的
２变 电站综合 自动化系统 的核心技术
２ ． １信 息收 集和处理技术
一
般 情 况下 都是 利用 交流采 样方 式和 直
浅谈数字化变电站的应用
张 文 力 （ 邯郸欣和电ห้องสมุดไป่ตู้ 建设有限公司）
摘 要： 随着经济技术 的发展 ， 国的电力系统在不断地发展 ， 我 但是传统 的 入新的设备 ， 而不需要 更换掉 原有的设备 ， 这就大大地节 约了资源 ， 自动化变 电站 已经不 能满 足现在 的需求 ， 还存在很 多的不足 ， 而数 字化变 电 保护用户投 资， 少变电站 的生命周期成本。 减 这也可 以使变 电站的工 站在 近几年得到了长足的发展 ，也必将成为未来 电网和 电力市场的主旋律。 作更加地简 单化 ， 也会提高变电站 的工作效率。 数字化变电站技术较 以往 的 自动化技术相 比有 自身的独特优势 ， 本文就数字 ２３ 通 信 网络 取 代 复 杂 的控 制 电缆 ． 化变 电站的情况做 简要的介绍。 以往 的变 电站 的通信 设 备 大 多数 采 用 电缆 进行 传 输 和 接 收 ， 仅 不 关键词 ： 数字化变电站 智能化 应用
１３ 运 行 管 理 系统 自动 化 ． １１ 一 次 设 备 智 能 化 ． ２５ 应 用 电子 式 互 感 器 ．
入实际操作阶段 ， 数字化变 电站 不知会发展到一个怎样的地步 ， 但我
数字化变 电站能有今天 的发展是科技进步的结果。 目前 我 国 的 电 力 变 电 站 已基 本 普 及 了 变 电站 自动 化 管 理 系 统 ， 们可 以肯定的是 ， ４数字式保护、 监控 、 计量和录波等装备的支持 实现运行管理 系统 的 自动化 。变 电站运行管理 自动化系统应包括 电 具 备 直 流 系统 、 Ｓ 五 防 系统 等 二 次 设 备 的支 持 ， 成 了 数 字 ＵＰ 、 构 力生产运行数据 、 态记录统计无 纸化 ； 据信 息分层 、 流交换 自 状 数 分 在实际的操作 中就有这样的案例 ， 比如 动化 ： 变电站运行发生故障时能即时提供 故障分析 报告 ， 指出故障原 化变 电站过程层设备的成 型。 ２ｋ 因， 提出故 障处理意见等 自动化系统 ， 这种管理 系统 的自动化可以有 内蒙古 ２ ０ Ｖ杜 尔伯特 数字化 变 电站 中 已有该 类新 型主 变保护 、 ｋ １ １Ｏ Ｖ母 线保 护 、智 能 电度 表 等 二 次设 备投 运 ， 而 效 地 减 少 运 行 维 护 工作 量 ， 降 低 了工作 难 度 。 部 分 的 变 电 站 自动 １Ｏ Ｖ线 路 保 护 、 １ ｋ 也 大 因此 可 以说 ， 有 二 次 设 备技 术 能够 为数 字 化 变 现 化 系 统 的监 控 、 动 、 电 保 护 、 运 继 自动 安 全 装 置 等 三 次 和 二 次 设 备 己 且 运 行 效 果 非 常 好 。 经基本采用数字技术。 数字化变 电站在站内设备的互操作性 、 信号 的 电站 的建设和发展提供 有力的装备技术支持。 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
浅析变电站电力系统的自动化智能控制技术
浅析变电站电力系统的自动化智能控制技术内蒙古自治区乌兰察布市 012000摘要：在科学技术和智能技术不断提升的背景下，传统的变电站电力系统中，人工操作和控制往往会受到各种因素的干扰和限制，导致系统的运行效率和稳定性难以得到最优的保障。
因此，如何利用自动化智能控制技术提升变电站电力系统的运行效率和稳定性成为了一个重要的研究方向。
通过对自动化技术的可行性进行了探索，以促进电力系统更好发展。
关键词：变电站；自动化智能控制技术；策略引言智能变电站主要包括智能高压设备以及信息平台两部分内容,而智能高压设备中又包含智能变压器以及电子互感器等多种设备设施。
智能变压器和控制系统通过光纤进行连接,能够对变压器运行参数进行实时采集和分析。
通过自动化智能控制技术的应用,可以实现对变电站运行情况的有效控制,达到对电力系统进行自动化、智能化控制的效果,可以在有效减少管理成本和安全隐患的同时,最大限度提升设备运行质量和效率。
1自动化智能控制技术在变电站电力系统中的作用自动化智能控制技术通过实时监测变电站设备的运行状态，及时发现并处理异常情况，有效防止事故发生。
此外，智能控制系统还能在故障发生时，快速判断故障类型和范围，为故障排除提供依据，从而降低事故对电力系统的影响。
自动化智能控制技术通过对变电站设备的实时控制，实现对电力系统运行状态的调整，提高系统的自我调节能力。
在负荷变化、发电机出力波动等情况下，智能控制系统能够迅速作出响应，保持电力系统稳定运行。
自动化智能控制技术实现了对变电站设备的远程监控和诊断，减少了运维人员的工作量，降低了运行维护成本。
同时，智能控制系统能对设备故障进行预测，提前进行维修，避免因设备故障导致的停电损失。
自动化智能控制技术为电力系统运行管理提供了强大支持。
通过对变电站设备的实时监测和数据分析，管理人员可以全面了解电力系统的运行状况，制定合理的运行计划和故障处理方案。
此外，智能控制系统还可通过优化调度策略，实现电力系统的经济运行。
变电站综合自动化相关问题探究
变电站综合自动化相关问题探究摘要：变电站综合自动化技术的发展，对于促进电网调度的自动化以及现场运行管理的现代化具有十分重要的现实意义，在很大程度上提高了电网的经济运行水平和安全管理质量。
尤其是随着软硬件环境的改善和相关技术的进步，变电站综合自动化的作用和优势变得更加明显。
该文在分析变电站综合自动化系统的特点的基础上，总结了运行过程中存在的主要问题，并最终提出了加强综合自动化变电站管理的有效措施。
关键词：变电站综合自动化系统特点管理对策1变电站综合自动化系统的特点1.1数字化长期以来，变电站所使用的传统测量仪器主要是指针式的仪表，这种测量仪器不仅读数不够方便，而且准确度相对较差，在采用综合自动化系统之后，测量手段实现了巨大的改变，传统的指针式仪表基本上都被显示器的数字显示取代，数字化的显示方式不仅直观，而且一目了然。
此外，传统人工抄表、人工记录的方式也逐渐被电子报表和数字打印所取代。
可以说，综合自动化系统的数字化，不仅使工作人员从繁重、繁琐的劳动中解放出来，而且实现了变电站管理水平和测量技术的提升。
1.2智能化智能化是变电站综合自动化系统中最大的特点之一，它不仅指变电站的功能实现了智能化，而且还具备了自闭锁、自恢复以及故障自诊断等功能，变电站运行的安全性、可靠性实现了很大的提高。
1.3功能化变电站的综合自动化系统是建立在数据通信技术和计算机软硬件技术之上的，是一个涵盖多个学科、技术密集以及多种专业技术相互交叉与配合的系统，因此其功能也就更加丰富和完善，实现了传统变电站中操作屏、仪表屏、远动装置、模拟屏变送器柜以及中央信号系统等功能的有效融合，还能够根据用户的现实需要，对故障进行监测和排除。
1.4可视化在实现了综合自动化的变电站当中，工作人员可以不用在变电站内就能够对输电线路和变电设备进行全面的操控和监视，工作人员只有通过计算机上的显示器，就可以实现对变电所内部所有运行情况的实时监控和动态管理，能够对相关设备进行远程的操作与控制。
数字化变电站自动化系统
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。
综合自动化变电站技术探讨与分析
（ ） 扩 展 性 和 开放 性 较 高 ， 于 工 程 ２可 利 的设计及应用 。 （ 站 内 二 次 设 备 所 需 的 电 缆 大 大 减 ３） 少 ， 约 投 资 也 简 化 了调 试 维 护 。 节
２ 我 国变 电站 自动化发 展阶段
变 电 站 二 次 部 分 传 统 按 功 能 分 为 四 大 类 产 品 ： 电 保 护 、 障 录 波 、 地 监 控 和 继 故 当 远 动 。 系统 模 式 出 现 顺 序 可将 变 电 站 自 按 动化发展分为三个阶段 ： 第 一 阶 段 ： 向 功 能 设 计 的 集 中 式 面 ＲＴＵ加 常 规 保 护 模 式 ８ 年 代 及 以 前 ， 以 ＲＴＵ为 基 础 的 远 动 Ｏ 是 装 置 及 当 地 监 控 为 代 表 。 类 系 统 实 际 上 该 是 在 常 规 的 继 电 保 护 及 二 次 接 线 的 基 础 上 增 设 ＲＴＵ装 置 ， 能 主 要 为 与 远 方 调 度 通 功 信 实 现 “ 遥 ” “ 遥 ”（ 测 、 信 、 控 、 二 或 四 遥 遥 遥 遥 调 ）； 继 电 保 护 及 安 全 自 动 装 置 的 联 结 与 通 过硬 接 点 接 入 或 串 行 口通 信 较 多 。 类 此 系 统 称 为 集 中 ＲＴＵ模 式 ，目 前 在 一 些 老 站 改 造 中 仍 有 少 量 使 用 ， 阶 段 为 自 动 化 的 此 初级阶段。 第 二 阶 段 ： 向 功 能 设 计 的 分 布 式 测 面 控 装 置 加 微 机 保 护 模 式 第二 阶段 始 于９ 年 代 初期 ， 元式 微机 Ｏ 单 保 护 及 按 功 能 设 计 的 分 散 式 微 机 测 控 装 置 得 以广 泛 应 用 ， 护 与测 控 装 置 相 对独 立 ， 保 通 过 通 信 管 理 单 元 能 够 将 各 自信 息 送 到 后 台 或 调 度 端 计 算 机 。 点 是 继 电 保 护 （ 括 特 包
数字化变电站自动化技术的应用探讨
数字化变电站自动化技术的应用探讨随着电力工业的不断发展和现代化，数字化变电站的自动化技术已经成为当前电力行业主流的趋势。
数字化变电站自动化技术是将先进的信息技术与电力工业相结合的一项技术，它不仅提高了电力供应的可靠性和稳定性，也提高了电力系统运行的效率，为电力工业的快速发展提供了强有力的技术支持。
本文将针对数字化变电站自动化技术的应用探讨做出详细介绍。
一、数字化变电站自动化技术概述数字化变电站自动化技术是指通过先进的计算机技术、网络通信技术、自动控制技术和先进的人机接口技术等多种技术手段对电力系统的变电站进行自动化控制和监控。
数字化变电站自动化技术的最终目的是实现高效、智能、安全、可靠的电力供应，具有较高的经济效益和社会效益。
数字化变电站自动化技术主要包括电力系统监测、自动化控制、保护和信息管理等方面。
在电力系统监测方面，数字化变电站自动化技术可以实现变电站的全过程的实时监测和数据采集，包括电气参数、状态信号、操作信息等；在自动化控制方面，数字化变电站自动化技术可以利用先进的自动化控制系统实现对电力系统的智能化控制；在保护方面，数字化变电站自动化技术可以实现对变电站设备的全程保护，从而防止设备故障对电力系统的损害；在信息管理方面，数字化变电站自动化技术可以实现对电力系统各类信息实时、准确、科学的管理和分析。
二、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可以分为以下几个方面：1、实现电力系统的智能化控制数字化变电站自动化技术可以实现对电力系统的智能化控制。
利用先进的控制技术和高性能的计算机系统，数字化变电站可以实现对电力系统运行状态的实时响应、自动调节和优化控制，提高电力系统的可靠性和稳定性。
同时，数字化变电站还可以实现对电力系统的全面监测，提高系统的运行效率和管理水平。
2、提高电力设备的保护水平数字化变电站自动化技术可以实现对电力设备的全程保护。
利用先进的保护技术和高性能的计算机系统，数字化变电站可以实现对电力设备的实时监测和全面保护，减少设备故障对电力系统的影响，提高设备的使用寿命和维修效率，降低电力系统维护成本。
变电站综合自动化系统浅论
关键 词 ： 电站 ； 变 综合 自动 化 系统 ；监 控系 统， 的网络 配置 为双 网配置 。 它 其 中 ， 级 网络 使 用 自适 应 １／ ０ Ｍ 的 双 以 太 网 结 构 ； 隔 级 站 ０ １０ 间 控 制 层 使 用 双 以太 网接 口 ， 搜 集 和 处 理 后 的 数 据 用 双 绞 线 输 把 送 到 站 级 控 制 层 ， 个 间 隔级 单元 互 不 干 扰 。 各
之 间， 以利用 计算机可视化 界面对系统和 设备进行远程 管理 可
和 控 制 ， 借 助 仿 真 界 面 给 变 电 站 管 理 人 员提 供 变 电站 工 作 的 并
， 远 Ｃ Ａ 各 种 接 线 图 、 关 状 态 、 统 运 行 数 据 等 信 息 ， 于 运 行 人 员 利 录 ） 事 故 回忆 ， 方 通 信 等 平 常使 用 的 Ｓ ＡＤ 功 能 。 开 系 便 （） 时系 统功 能 。变 电站综 合 自动 化系 统 的 最 基本 要 求 就 ３对 用 远 程 遥 感 技 术 控 制 开 关 站 中 断路 器 的 分 合 操 作 。 助 计 算 机 借 ２ ｋ １ Ｖ 内部 的电子锁技术 ， 以使整个 检修维护 工作的安全性 得到有 是对 时功 能 。２ ０ Ｖ 变 电站 和 １０ｋ 枢 纽站 的建 设 都 要求 变 电 可
系统具 有操作简 单、 展性 强、 扩 可靠性 好 、 电质量 高的特 点 ， 供
它 正 逐 步 取 代 传 统 的 变 电站 二 次 系 统 ， 为 现 今 电 力 系 统 自动 成 化的土要发展方 向。 高 电压 等 级 变 电 站 的 正常 工 作 ， 整 个 电力 系 统 的 稳 定 和 对 发 展 都 有 着 非 常 重要 的 意 义 。 电站 综 合 自动 化 技 术 包 括 通 信 变
综合自动化变电站的特点及功能
综合自动化变电站的特点及功能一、数字化变电站自动化系统的特点（一）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代传统的导线连接。
换言之，变电站二次回路中常规的继电器及其逻辑回路被可编程序代替，常规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤代替。
（二）网络化的二次设备变电站内常规的二次设备，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，二次设备不再出现常规功能装置重复的i/o现场接口，通过网络真正实现数据共享、资源其享，常规的功能装置在这里变成了逻辑的功能模块。
（三）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；数据信息分层、分流交换自动化；变电站运行发生故障时能即时提供故障分析报告，指出故障原因，提出故障处理意见；系统能自动发出变电站设备检修报告，即常规的变电站设备“定期检修”改变为“状态检修”。
二、数字化变电站自动化系统的结构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，这三个层次分别称为“过程层”、“间隔层”、“站控层”。
（一）过程层过程层是一次设备与二次设备的结合面，或者说过程层是指智能化电气设备的智能化部分。
过程层的主要功能分三类：（1）电力运行实时的电气量检测；（2）运行设备的状态参数检测；（3）操作控制执行与驱动。
（1）电力运行的实时电气量检测。
与常规方式相比所不同的是传统的电磁式电流互感器、电压互感器被光电电流互感器、光电电压互感器取代；采集传统模拟量被直接采集数字量所取代，这样做的优点是抗干扰性能强，绝缘和抗饱和特性好，开关装置实现了小型化、紧凑化。
（2）运行设备的状态参数在线检测与统计。
基于综合自动化的变电站发展现状和趋势分析
４综 合 自动 化 变 电 站存 在 问题 的解 决 措 施 和 方 案 ．
基 于综合 自 动化变 电站概念和系统功能 的概述 ． 在分析综合 自动 化变 电站设计思想和模式架构及其特征特点 的基础上 ． 针对 当前综 合 自动化变 电站管理 中存在 的问题 ． 在借鉴欧美发达 国家先进企业 和先 进做法 的基础上 ． 出如下 的解决措施和方案 提 第一 ． 采用三层分布式结构对整个综合 自动化变 电站管理 系统 进 行设计 ， 关键部分采用 间隔层进行保护 ， 各个装置独立工作。 变电站 自 动化改造 的变 电站有 ７ 个双圈主变 ． 对每 台主变配置差动 主保 护和高 压侧 、 低压侧后备保护 ： 主保护配置差动速断 、 二次谐波制动 的 比 差 率 动保 护 、 非电量保护 、 ｃ 和 Ｔ断线告警功能 ： 后备保 护配置三段 复合 电 压 闭锁过 流保护 ． 每段一时 限 变压器保护 的改造 由传统 的一 种保 护 个继 电器的做法 ． 改变成为一个装 置具有多种保 护功能 ． 以改变 以 前 电磁式保护整定值不精确 ． 保护启动不灵敏 的现象 。同时保 护装 置 数量 的减少也节约 了电缆 的用量 ． 减少 了工程量 、 维护量 ， 也减 少因电 缆 引起 的保护装置 的异常和故 障现象 第二 ． 点加强对于监 控系统 的改 造和设计 ． 重 监控 系统是变 电站 综合 自动化系统 中的主要系统 ． 它对于综合 自动化项 目的成功实施有 着重大意义 采用分层分布式网络结构 ． 面向一次设备 的间隔保护层 全面采用 既有保 护功能 、 又有监控和通信 功能 的保护测控装 置 ． 装置 除具有保护功 能外 ． 还具有 友好 的人机 界面 ． 在装置面板 上有大屏幕 液 晶显示 ． 值班人员和维护人员可通过装置面板上的按键查询各条线 路、 电容器 、 压器 、 变 母线等 的电量数据 、 行参数 、 运 告警信 息 、 故障信 息． 也可在装置上对各个断路器进行手工操作。间隔层 的保护测控装 置 以总线形式与 中间层的通信管理机相连 ． 经通信管理机转发传至上 位机系统 监控系统软件实现的基本功能一般包 括 ： 实时数据采集 、 安 全监视 、 数据处 理 、 告警处理 、 制操作 、 行记录 、 控 运 人机联 系 、 制表打 印、 设备诊断和数据库维护等 第三 ． 加强对于综合 自动化变电站的抗干扰能力的设计 。加强抗 击各种干扰的措施和电路 ，使装置能抗 击较高级别的静电放 电干扰 、 较高级别 的射 频 电磁场 辐射干扰 、较高 级别的 电快速 瞬变脉冲群干 扰、 较高级别的浪涌（ 冲击） 干扰、 较高级别 的射频场感 应的传导干扰 、 较高级别 的工频 磁场抗干扰 、 高级别 的脉 冲磁场干扰 、 高级别 的 较 较 阻尼振荡磁场干扰 ： 各输入 、 出端子分别对地 ， 输 交流回路和直流 回路 之间 ． 交流 电流 回路和交流 电压 回路之 间． 能承受较高级别 的的标准 雷电波冲击 同时根据情况诊 断变电站直流电源波动比较大的特点 ， 在综合保护 自动化装置的工作 电源部分 加装应 用能吸收 、 缓解和释放 电源电压波动的电路及技术 ５总 结 ． 本文研究 和分析 了供 电系统 中起着重要 桥梁和 中枢作 用的变 电 站的管理及其技术应用问题 ． 基于综 合 自动化管理技术和管理思想对 综合 自动化变电站的几种设计模式和架构进行 了分析 和探讨 。 接着对 目前综合 自动化变电站应用实践中存在的问题进行了分析 ． 最后针对 性地提 出了基 于综合 自 动化 方向的变 电站 建设 和管理 的具体 建议和 措施以适应综合 自动化变电站的管理需求和实践运行的需要 ， 无论是 理论上还是实践 上都证 明了综 合 自动化变 电站 管理能够 有效 年第 ２ 期 ０１ ０
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综合自动化变电站向数字化变电站发展浅析发表时间：2018-06-07T10:33:32.420Z 来源：《电力设备》2018年第1期 作者： 王红燕1 林霞2 刘晓春3[导读] 摘要：进入21世纪以来随着我国社会经济的不断进步，我国科学技术水平也随之相应提高。
（1 山西电力职业技术学院 山西太原 030021；2 国网山西省电力公司 山西太原 030021 3 山西电力职业技术学院 山西太原 030021）
摘要：进入21世纪以来随着我国社会经济的不断进步，我国科学技术水平也随之相应提高。尤其是在我国实现工业现代化道路中电力工业成为推动我国发展的重要因素之一。但是目前我国的电力工业发展的速度比较低，不能够很好的满足我国社会发展的需要，而且变电站的自动化技术水平也比较低，最终导致我国电力事业发展效率的低下。所以电力部门的改造已经成为实际发展的需要，实现变电站无人值守自动变电，提高变电站的生产效益。变电自动跟踪系统能够采用先进的数字图像处理技术以及模式识别技术对摄像机收集到的图像和数据进行科学的分析和识别，及时跟踪现场可疑的运动目标，并且及时启动应急报警系统。这样的系统能够弥补传统的图像监控系统的不足，及时掌握变电站的现场情况，对出现的问题能够做到及时发现、及时解决。
关键词：自动化变电站；数字化变电站；发展 1 综合自动化变电站概述
变电站综合自动化是一项提高变电站安全、可靠稳定运行水平，降低运行维护成本，提高经济效益，向用户提供高质量电能服务的一项措施。随着自动化技术、通信技术、计算机和网络技术等高科技的飞速发展，一方面综合自动化系统取代或更新传统的变电站二次系统，已经成为必然趋势；另一方面，保护本身也需要自检查、故障录波、事件记录、运行监视和控制管理等更强健的功能。 2 综合自动化变电站系统结构
目前从国内、外变电站综合自动化的开展情况而言，大致存在以下几种结构： 2.1 分布式系统结构
按变电站被监控对象或系统功能分布的多台计算机单功能设备，将它们连接到能共享资源的网络上实现分布式处理。系统结构的最大特点是将变电站自动化系统的功能分散给多台计算机来完成。分布式模式一般按功能设计，采用主从CPU系统工作方式，多CPU系统提高了处理并行多发事件的能力，解决了CPU运算处理的瓶颈问题。该模式在安装上可以形成集中组屏或分层组屏两种系统组态结构，较多地使用于中、低压变电站。分布式变电站综合自动化系统自问世以来，显示出强大的生命力。目前，还存在在抗电磁干扰、信息传输途径及可靠性保证上的问题等。 2.2 集中式系统结构
集中式一般采用功能较强的计算机并扩展其I/O接口，集中采集变电站的模拟量和数量等信息，集中进行计算和处理，分别完成微机监控、微机保护和自动控制等功能。目前国内许多的厂家尚属于这种结构方式，这种结构有以下不足：（1）前置管理机任务繁重、引线多，降低了整个系统的可靠性，若前置机故障，将失去当地及远方的所有信息及功能。（2）软件复杂，修改工作量大，系统调试烦琐。 2.3 分层分布式结构
按变电站的控制层次和对象设置全站控制级——变电站层（站级测控单元）和就地单元控制级——间隔层（间隔单元）的二层式分布控制系统结构。也可分为三层，即变电站层、通信层和间隔层。
这种结构相比集中式处理的系统具有以下明显的优点：（1）可靠性提高，任一部分设备故障只影响局部，即将“危险”分散，当站级系统或网络故障，只影响到监控部分，而最重要的保护、控制功能在段级仍可继续运行；段级的任一智能单元损坏不应导致全站的通信中断，比如长期霸占全站的通信网络。（2）可扩展性和开放性较高，利于工程的设计及应用。（3）站内二次设备所需的电缆大大减少，节约投资也简化了调试维护。 3 数字化变电站国内外发展情况
数字化变电站是基于IEC61850标准，其工作方向是：追求现代技术水平的通信体系，实现完全的互操作性，体系向下兼容，基于现代技术水平的标准信息和通信技术平台，在IT系统和软件应用通过数据交换接口标准化实现开放式系统。
IEC61850标准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。按照IEC61850标准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。IEC61850标准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。
国外针对IEC 61850标准的应用和研究开始较早，相应的示范工程在制定IEC 61850的过程中就开始实施。美国、德国、荷兰等国都有示范工程，用以验证标准，通过实践来促进标准的进一步完善。在德国有一个示范工程，参加这个工程的有SIEMENS，ABB，ALSTOM等公司，用一个公司的变电站主站和其他公司的IED相联，然后用另一个公司的变电站主站和其他公司的IED相联，示范工程的总结已在2000年CIGRE会议上发表。
我国引进IEC61850的工作于2001年开始，2005年完成。我国的各主要电力设备制造商也积极研究符合IEC61850标准的变电站一次和二次设备，已有不少产品通过了鉴定和投入运行。同时，一些研究机构和试验仪器制造商也正在研制数字接口的一次和二次设备的测试仪器。 3.1 数字化变电站的结构和优点 3.1.1 数字化变电站的基本结构
数字化变电站智能化系统的构造组成在物理上可以分做两种类别，即智能化的一次设备和网络化的二次设备。借鉴IEC61850标准的变电站组成构造，数字化变电站应该使用三层结构。这三层一一是：变电站层、间隔层和过程层。
首先我们先说一说：变电站层位于变电站自动化系统的的顶端，监察主机、远控主机打印机等，SCADA功能，收纳，实时数据，把最新数据发送至处理中心和按照电网同意的要求发出控制和调整的命令（一些命令直接从调度中心发送过来，命令还有一部分指令来自变电站本身的智能化系统）。其次间隔层：间隔层包括测试控制、保卫等间隔层IED装置，应该顺应应用功能更好的放置逻辑节完成相应的数据解读、运用和控制功能。数字化变电站内二次设备将成为数字化功能模块，例如继电保护、防误闭锁、测量控制、远动、故障录波、安全稳定、实时操作装置和还在研发的在线检测状态的设施等全部基于标准化、模块化的微处理机研究创造，模块之间的关联都是用快速的互联网通信，通过互联网是数据共享成为现实（三过程层过程层是一次设备与二次设备的结合面，或者说过程层是指智能化电气设备的智能化部分。过程层的主要功能分三类：电力运行的实时电气量监察。？设备运行的状态参数观察。操作控制执行与驱动 3.1.2 数字化变电站的优点及研究意义
可以提高系统准确程度。数字化变电站使用数字信号的电子式互感器进行输出，数字化的电流电压的数据信息要运送到二次设备并且在二次设备的加工处理进程中几乎不会出现额外的数据差异，大大提高了维护系统、测算系统和计量系统的精确程度。使信号传递的过程更加稳定。数字化变电站的信息传递都采用计算机通信技术实现。信息程序在传递有用的讯号的同时传送信息验证码和自我检索信息，防止出现信息传递出错和监茬通信结构的完整性，PT 断线、CT 断线的判别就再也不是难题了。由数字组成的信号可以通过光纤传递，在起点上解决抗干扰处理掉防止干扰的问题。
变电站的所有功能可以使用同样的信息中心，使设备和数字化变电站有不一样的的众多信息使用一样的信息模型，按照相同的通讯标准进入变电站通讯网络。变电站的保卫、监察、计算、监控、远程指令、VQC 等系全都使用相同的通信网络获取电流、电压和状态的信息以及发出控制指令，不再需要因为功能的不同建造不同的的信息获取、传传递和执行系统。智能化运行和管理都能通过远程操控实现水平的进一步提高数字化变电站的采用智能一次设备，众多功能都能通过远程操控实现。使通讯系统信息传递的稳定性更好，讯息交换的可靠性和实时性水平都会有很大的提升。变电站因此可以做到海量的繁复烦的自动化功能，是自动化水平有一个质的飞越。 4 综合自动化变电站向数字化变电站转化的技术要点
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新型现代化变电站。 4.1 基于IEC61850标准进行统一集成建模
建立基于IEC61850标准的集成统一通信网络，是常规变电站进行数字化升级改造的重要保障基础。各种支持IEC61850 标准的IED电子设备将取代非IEC61850通信规约的产品，进而实现间隔层中不同IED设备间数据信息资源的实时享。站控层中，通过支持IEC61850标准的后台软件、实现各类监控工作站与间隔层各IED智能设备统一通信，进而建立满足IEC61850标准的变电站综合自动化系统，确保变电站安全可靠的运行。 4.2 设备操控的智能自动化功能实现
对于常规变电站自动化系统中的过程层设备，如断路器、隔离刀闸等一次设备暂不具备数字化输出功能。因此，在进行变电站数字化升级改造过程中，需对其进行数字化接口改造，采用就地安装智能操作箱，对设备相关数据信息数字化处理并经过GOOSE数据通信网与间隔层中测控、保护等电子设备进行通信。从而实现断路器、隔离刀闸等过程层开关设备的就地智能化处理，确保与相关二次设备的实时通讯和控制，进而实现一次设备的智能化操控。 4.3 数据采集合并单元实现模拟量分散采样
数字化变电站采用电子式互感器（ECT、EVT）采集现场数据信息。而由于待改造常规变电站系统中采用传统互感器，其模拟量无法直接接入数字化系统，需对常规变电站互感器进行升级改造。采用模数转换模块转换后接入基于IEC61850标准的MU合并单元，对常规互感器所采集的模拟量进行采样，并实时转换成对应的数字信号，且严格按照IEC61850-9-1或IEC61850-9-2标准要求输出并送往间隔层中相关的二次测保设备中，完成对应数据信息的实时采集。当然，也可以采用直接更换为电子式互感器的方式来进行改造。 4.4 数据信息及测控命令的集中式处理
集中分散式结构是变电站数字化升级改造的主要网络架构，采用支持IEC61850标准的站控层软、硬件设备构成整个数字化变电站的运算分析核心，并通过满足IEC61850标准的网络通信与间隔层IED设备、过程层MU合并单元等进行实时数据信息通信共享。变电站系统中的
220 kV、110 kV高压进出线、主变等可通过支持IEC61850通信规约标准的测控、保护装置集中组屏布置、而对于35 kV及以下的中低压单元，采用室内、外开关柜就地分布装设方式，采集开关柜中的相关数据信息，实现与站控层相关功能单元的实时通信，构成完善的基于IEC61850标准的数字化变电站自动化系统。 4.5 信息的安全性