電力系統(tǒng)綜述

1、數(shù)字化變電站文獻(xiàn)綜述0前言由于傳統(tǒng)變電站具有功能重復(fù)，缺乏統(tǒng)一化設(shè)計(jì)，對(duì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng) 的工程設(shè)計(jì)缺乏規(guī)范性要求（尤其是系統(tǒng)各部分接口的通信規(guī)約）等缺點(diǎn)，魚(yú)待需 要解決，數(shù)字化變電站應(yīng)運(yùn)而生，數(shù)字化變電站是以變電站一、二次設(shè)備為數(shù)字 化對(duì)象，以高速網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)數(shù)字化信息進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)信息 共享和互操作，并以網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)、數(shù)據(jù)管理等功能，滿足安 全穩(wěn)定、建設(shè)經(jīng)濟(jì)等現(xiàn)代化建設(shè)要求的變電站。所謂數(shù)字化變電站就是使變電站的所有信息采集、傳輸、處理、輸出過(guò)程 由過(guò)去的模擬信息全部轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，并建立與之相適應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)。 作為一門(mén)新興技術(shù)，數(shù)字化變電站從提出

2、開(kāi)始就受到了極大的關(guān)注，目前已成為 我國(guó)電力系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)之一。隨著相關(guān)軟硬件技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，數(shù)字化 變電站將成為變電站技術(shù)的發(fā)展方向。1實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站的意義實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站對(duì)于我國(guó)變電站的自動(dòng)化運(yùn)行和管理將帶來(lái)深遠(yuǎn)的影響和 變革，具有非常重大的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)意義：首先在技術(shù)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站可以減少設(shè)備的檢修次數(shù)和檢修時(shí)間，提 高設(shè)備的使用效率；減少自動(dòng)化設(shè)備數(shù)量，簡(jiǎn)化二次接線，提高系統(tǒng)的可靠性； 設(shè)備具有互操作性，方便了設(shè)備的維護(hù)和更新，減少投運(yùn)時(shí)間，提高工作效率； 此外，還可以方便變電站的擴(kuò)建及自動(dòng)化系統(tǒng)的擴(kuò)充。其次在經(jīng)濟(jì)上，可以實(shí)現(xiàn)信息在運(yùn)行系統(tǒng)和其它支持系統(tǒng)之間的共享，減少 重

3、復(fù)建設(shè)和投資;減少占地面積，從而減少建設(shè)投資;減少變電站壽命周期內(nèi)的總 體成本，包括初期建設(shè)成本和運(yùn)行維護(hù)成本等。2數(shù)字化變電站的主要技術(shù)特征2.1數(shù)據(jù)采集數(shù)字化數(shù)字化變電站的主要標(biāo)志是采用數(shù)字化電氣量測(cè)系統(tǒng)（如光電式互感器或 電子式互感器）采集電流、電壓等電氣量，實(shí)現(xiàn)了一、二次系統(tǒng)在電氣上的有效 隔離，增大了電氣量的動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍并提高了測(cè)量精度，從而為實(shí)現(xiàn)常規(guī)變電站 裝置兀余向信息兀余的轉(zhuǎn)變以及信息集成化應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。2.2系統(tǒng)分層分布化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了從集中式向分布式的轉(zhuǎn)變，第二代分層分 布式變電站自動(dòng)化系統(tǒng)大多采用成熟的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和開(kāi)放式互連規(guī)約，能夠更 完整地記錄設(shè)備信

4、息并顯著地提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。2.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊化數(shù)字化電氣量測(cè)系統(tǒng)具有體積小、重量輕等特點(diǎn)，可以將其集成在智能開(kāi) 關(guān)設(shè)備系統(tǒng)中，按變電站機(jī)電一體化設(shè)計(jì)理念進(jìn)行功能優(yōu)化組合和設(shè)備布置。在 高壓和超高壓變電站中，保護(hù)裝置、測(cè)控裝置、故障錄波及其它自動(dòng)裝置的v0 單元(如A/D變換、光隔離器件、控制操作回路等)作為一次智能設(shè)備的一部分， 實(shí)現(xiàn)了 IED的近過(guò)程化(process-close)設(shè)計(jì);在中低壓變電站可將保護(hù)及監(jiān)控 裝置小型化、緊湊化并完整地安裝在開(kāi)關(guān)柜上。2.4系統(tǒng)建模標(biāo)準(zhǔn)化IEC61850確立了電力系統(tǒng)的建模標(biāo)準(zhǔn)，為變電站自動(dòng)化系統(tǒng)定義了統(tǒng)一、 標(biāo)準(zhǔn)的信息模型和信息交換模型，其意義主

5、要體現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)智能設(shè)備的互操作性、 實(shí)現(xiàn)變電站的信息共享和簡(jiǎn)化系統(tǒng)的維護(hù)、配置和工程實(shí)施等方面。2.5信息交互網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字化變電站采用低功率、數(shù)字化的新型互感器代替常規(guī)互感器，將高電 壓、大電流直接變換為數(shù)字信號(hào)。變電站內(nèi)設(shè)備之間通過(guò)高速網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交互， 二次設(shè)備不再出現(xiàn)功能重復(fù)的v0接口，常規(guī)的功能裝置變成了邏輯的功能模塊， 即通過(guò)采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)技術(shù)真正實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)及資源共享。具體包括：過(guò)程層與間隔層之間的信息交換，即過(guò)程層的各種智能傳感器和執(zhí)行器 可以自由地與間隔層的裝置交換信息；間隔層內(nèi)部的信息交換；間隔層之間的通信；間隔層與變電站層的通信；變電站層不同設(shè)備之間的通信。2.6信息應(yīng)用集成化數(shù)

6、字化變電站對(duì)原來(lái)分散的二次系統(tǒng)裝置進(jìn)行了信息集成及功能優(yōu)化處 理，因此可以有效地避免常規(guī)變電站的監(jiān)視、控制、保護(hù)、故障錄波、量測(cè)與計(jì) 量等裝置存在的硬件配置重復(fù)、信息不共享及投資成本大等問(wèn)題的發(fā)生。數(shù)字化變電站將是未來(lái)“數(shù)字化電力系統(tǒng)”中的功能和信息節(jié)點(diǎn)。IEC針 對(duì)電力系統(tǒng)操作與運(yùn)行制定了一整套標(biāo)準(zhǔn)，以逐步統(tǒng)一電力系統(tǒng)內(nèi)各自動(dòng)化系統(tǒng) 的信息模型和信息交換模型，消除由于缺乏統(tǒng)一建模和系統(tǒng)異構(gòu)而導(dǎo)致的各種 “信息孤島”。2.7設(shè)備檢修狀態(tài)化在數(shù)字化變電站中，可以有效地獲取電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)以及各種IED裝置 的故障和動(dòng)作信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)操作及信號(hào)回路狀態(tài)的有效監(jiān)視。數(shù)字化變電站中幾 乎不再存在未被監(jiān)視

7、的功能單元，設(shè)備狀態(tài)特征量的采集沒(méi)有臺(tái)區(qū)。設(shè)備檢修策 略可以從常規(guī)變電站設(shè)備的“定期檢修”變成“狀態(tài)檢修”，從而大大提高系統(tǒng) 的可用性。2.8設(shè)備操作智能化新型高壓斷路器二次系統(tǒng)是采用微機(jī)、電力電子技術(shù)和新型傳感器建立起 來(lái)的，斷路器系統(tǒng)的智能性由微機(jī)控制的二次系統(tǒng)、IED和相應(yīng)的智能軟件來(lái)實(shí) 現(xiàn)，保護(hù)和控制命令可以通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)到達(dá)非常規(guī)變電站的二次回路系統(tǒng)，從而 實(shí)現(xiàn)與斷路器操作機(jī)構(gòu)的數(shù)字化接口。3數(shù)字化變電站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)字化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)在物理上可分為兩類(lèi)，即智能化的一次設(shè) 備和網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備;邏輯結(jié)構(gòu)上，根據(jù)IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)，將數(shù)字化變電站分 為過(guò)程層、間隔層和站控層三層

8、結(jié)構(gòu)形式。3.1物理結(jié)構(gòu)智能化的一次電氣設(shè)備主要包括：電子式電流/電壓互感器、智能型斷路器/ 隔離開(kāi)關(guān)、智能型變壓器，以及其它電氣輔助設(shè)備。變電站內(nèi)的二次設(shè)備主要包 括繼電保護(hù)裝置、防誤閉鎖裝置、測(cè)量控制裝置、遠(yuǎn)動(dòng)裝置、故障錄波裝置、電 壓無(wú)功控制、同期操作裝置以及正在發(fā)展中的在線狀態(tài)檢測(cè)裝置設(shè)備等。3.2邏輯結(jié)構(gòu)數(shù)字化變電站過(guò)程層主要包括電子式互感器、斷路器和變壓器等高壓一次 設(shè)備及其智能終端，該層主要實(shí)現(xiàn)信號(hào)的采集和對(duì)系統(tǒng)的操作控制，過(guò)程層是一 次設(shè)備與二次設(shè)備的結(jié)合面，或者說(shuō)過(guò)程層是指智能化電氣設(shè)備的智能化部分。 過(guò)程層的主要功能有電力運(yùn)行的實(shí)時(shí)電氣量檢測(cè)，運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)檢測(cè)和操 作

9、控制執(zhí)行與驅(qū)動(dòng)。間隔層包括數(shù)字式保護(hù)、計(jì)量、監(jiān)控等二次設(shè)備，負(fù)責(zé)間隔 內(nèi)信息的運(yùn)算處理與控制，以及與過(guò)程層和站控層的網(wǎng)絡(luò)通信工作。站控層有些類(lèi)似于傳統(tǒng)變電站的綜自系統(tǒng)，負(fù)責(zé)全站信息的管理和遠(yuǎn)方調(diào) 度等信息的通信，站控層的主要任務(wù)是：（1）通過(guò)兩級(jí)高速網(wǎng)絡(luò)匯總?cè)镜膶?shí)時(shí)數(shù) 據(jù)信息，不斷刷新實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，按時(shí)登錄歷史數(shù)據(jù)庫(kù)。（2）按既定規(guī)約將有關(guān)數(shù) 據(jù)信息送向調(diào)度或控制中心。（3）接收調(diào)度或控制中心有關(guān)控制命令并轉(zhuǎn)間隔層、 過(guò)程層執(zhí)行。（4）具有在線可編程的全站操作閉鎖控制功能。（5）具有（或各有） 站內(nèi)當(dāng)?shù)乇O(jiān)控，人機(jī)聯(lián)系功能。（6）具有對(duì)間隔層、過(guò)程層諸設(shè)備的在線維護(hù)、 在線組態(tài)，在線修改參數(shù)的功

10、能。（7）具有（或各有）變電站故障自動(dòng)分析和操作 培訓(xùn)功能。4數(shù)字化變電站的關(guān)鍵技術(shù)4.1電子式互感器電子式互感器的測(cè)量數(shù)據(jù)必須以符合lEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)據(jù)格式在變電站內(nèi) 傳輸，只有這樣才能實(shí)現(xiàn)電子式互感器與數(shù)字式變電站的數(shù)據(jù)融合，使之真正應(yīng) 用于數(shù)字化的計(jì)量和保護(hù)系統(tǒng)中。電子式互感器的數(shù)字輸出口負(fù)責(zé)將瞬時(shí)電流電 壓數(shù)字信號(hào)以指定幀格式封裝，并傳送給變電站的二次設(shè)備，它與目前電力系統(tǒng) 中所采用的信號(hào)傳輸方式有較大差異，所以其穩(wěn)定性、可靠性、接口問(wèn)題及性?xún)r(jià) 比是各方關(guān)心的焦點(diǎn)問(wèn)題。這些問(wèn)題成了決定電子式互感器能否最終大批量在電 力系統(tǒng)推廣應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，需要進(jìn)一步深入研究，特別是對(duì)影響產(chǎn)品穩(wěn)定性、

11、 可靠性的各種因素，進(jìn)行可靠性評(píng)估，將產(chǎn)品的可靠度量化，為產(chǎn)品的實(shí)用化、 市場(chǎng)化發(fā)展提供理論及試驗(yàn)依據(jù)。4.2通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性和實(shí)時(shí)性網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是數(shù)字化變電站的“神經(jīng)系統(tǒng)”，其可靠性和實(shí)時(shí)性直接決定了 變電站系統(tǒng)的可用性。通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性主要通過(guò)選擇具有高可靠性的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?結(jié)構(gòu)及采用冗余技術(shù)來(lái)保證。變電站通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性也是倍受人們關(guān)注的問(wèn) 題IEC 61850對(duì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的報(bào)文性能作了嚴(yán)格詳細(xì)的規(guī)定，依據(jù)對(duì)時(shí) 間的要求將報(bào)文劃分為1（快速跳閘報(bào)文）、2（中速跳閘報(bào)文）、3（低速跳閘報(bào)文）、 4（生成數(shù)據(jù)報(bào)文）、5（文件傳輸報(bào)文）、6（時(shí)間同步報(bào)文）及7（具有訪問(wèn)控制的命 令報(bào)文）等7大類(lèi)

12、，其中“快速跳閘報(bào)文”和針對(duì)保護(hù)與控制的“生成數(shù)據(jù)報(bào)文” 的時(shí)間要求為3 ms。為驗(yàn)證以太網(wǎng)技術(shù)能否滿足上述實(shí)時(shí)性要求，國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家 學(xué)者進(jìn)行了大量研究，結(jié)果表明如果采用100 M以太網(wǎng)和多播技術(shù)，在正常情況 下網(wǎng)絡(luò)的最大通信時(shí)延完全能夠滿足實(shí)時(shí)性要求，且有較大的裕度。但在網(wǎng)絡(luò)發(fā) 生異常情況（如網(wǎng)絡(luò)中某些節(jié)點(diǎn)突然斷開(kāi)、出現(xiàn)數(shù)據(jù)風(fēng)暴以及由于接入新設(shè)備或 新系統(tǒng)而導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載突然增加等）下是否仍滿足實(shí)時(shí)性要求還需進(jìn)一步研 究。4.3 lED（智能電子裝置）的互操作性制定IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的主要目標(biāo)之一是實(shí)現(xiàn)lED的互操作性和互換性。為 了保證IED的互操作性，需要對(duì)其進(jìn)行一致性測(cè)試和性能測(cè)試。

13、一致性測(cè)試屬于 “證書(shū)”測(cè)試，目的是測(cè)試lED是否符合特定標(biāo)準(zhǔn)IEC 61850. 10中專(zhuān)門(mén)定義 了一致性測(cè)試方法。性能測(cè)試屬于應(yīng)用測(cè)試，目的是測(cè)試lED是否滿足運(yùn)行性能 要求。一致性測(cè)試一般由授權(quán)機(jī)構(gòu)完成，而性能測(cè)試則由用戶(hù)組織實(shí)施。與常規(guī) 變電站相比，數(shù)字化變電站系統(tǒng)中的一致性測(cè)試和應(yīng)用測(cè)試的聯(lián)系更為緊密。一 致性測(cè)試是應(yīng)用測(cè)試的基礎(chǔ)，產(chǎn)品只有通過(guò)了一致性測(cè)試才具備構(gòu)成應(yīng)用系統(tǒng)以 執(zhí)行應(yīng)用測(cè)試的條件。由于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)雜性、其性能在網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)的未 知性以及保護(hù)、監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性的嚴(yán)格要求等原因，很可能出現(xiàn)單獨(dú)產(chǎn)品己通 過(guò)一致性測(cè)試，將其構(gòu)成應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)卻不能通過(guò)應(yīng)用測(cè)試的情況。

14、通過(guò)一致性測(cè) 試只是通過(guò)應(yīng)用測(cè)試的充分而非必要條件。4.4信息的同步性為避免電氣量的相位和幅值產(chǎn)生誤差，二次設(shè)備需要在同一時(shí)間點(diǎn)上獲得采 樣數(shù)據(jù)。由合并單元輸出的數(shù)字采樣信號(hào)必須含有時(shí)間信息。應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn) 來(lái)驗(yàn)證合并單元進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣的時(shí)間同步準(zhǔn)確度，以滿足系統(tǒng)測(cè)量和控制的要 求。由于過(guò)程層總線的負(fù)載大，要求同步誤差控制在Is因此過(guò)程層同步標(biāo)準(zhǔn) 必須采取IEEE 1588標(biāo)準(zhǔn)。1個(gè)IEEE 1588精密時(shí)鐘系統(tǒng)包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié) 點(diǎn)代表1個(gè)時(shí)鐘，時(shí)鐘之間經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)連接。按工作原理可將時(shí)鐘分為普通時(shí)鐘和 邊界時(shí)鐘，普通時(shí)鐘只有1個(gè)TVP端口，而邊界時(shí)鐘具有多個(gè)TVP端口。在網(wǎng)絡(luò) 中，每個(gè)時(shí)鐘都

15、可能處于從屬時(shí)鐘 (slave)、主時(shí)鐘(master)和原主時(shí)鐘 (passive)3種狀態(tài)，時(shí)鐘所處的狀態(tài)是根據(jù)最優(yōu)化的時(shí)鐘算法確定的。IEEE 1588所定義的精確網(wǎng)絡(luò)同步協(xié)議實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)中的高度同步，使得分配 控制工作時(shí)無(wú)需再進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的同步通信，從而達(dá)到了通信時(shí)間模式與應(yīng)用程序執(zhí) 行時(shí)間模式分開(kāi)的效果。4.5信息的安全性IEC 61850對(duì)變電站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性未做規(guī)定，但這顯然是不容忽視的 問(wèn)題，尤其過(guò)程總線的應(yīng)用使網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)從二次延伸到了一次，模擬量采集、跳合 閘命令均通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)的。如果由于網(wǎng)絡(luò)的安全性、實(shí)時(shí)性原因引起誤動(dòng)、 拒動(dòng)、整定參數(shù)的錯(cuò)誤更改等，將給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行

16、帶來(lái)嚴(yán)重威脅，有 時(shí)甚至引發(fā)災(zāi)難性事故，因此，應(yīng)保證二次系統(tǒng)信息的保密性、完整性、可用性 及確定性。為適應(yīng)電力系統(tǒng)信息安全防護(hù)的要求，IEC在制定了 IEC60870 一一 5, IEC 61850等標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，開(kāi)展了安全標(biāo)準(zhǔn)IEC 62351的編制，其中：IEC 62351-3 定義了 TLS(transport layer security)， IEC 62351-4 定義了 MMS 的 安全性，IEC62351-6定義了 IEC61850的安全性。5數(shù)字化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展中的主要問(wèn)題在三個(gè)層次中，數(shù)字化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的研究正在自下而上逐步發(fā)展。 目前研究的主要內(nèi)容集中在過(guò)程層方面

17、，諸如智能化開(kāi)關(guān)設(shè)備、光電互感器、狀 態(tài)檢測(cè)等技術(shù)與設(shè)備的研究開(kāi)發(fā)。國(guó)外己有一定的成熟經(jīng)驗(yàn)，國(guó)內(nèi)的大專(zhuān)院校、 科研院所以及有關(guān)廠家都投人了相當(dāng)?shù)娜肆M(jìn)行開(kāi)發(fā)研究，并且在某些方面取得 了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。但歸納起來(lái)，目前存在的主要問(wèn)題是：在運(yùn)用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題存在的問(wèn)題:A)制定IEC61850時(shí)，具體的保護(hù) 功能和類(lèi)型是按照歐美的標(biāo)準(zhǔn)及習(xí)慣制定的，中國(guó)使用的保護(hù)功能和方法和其有 一定的差異。B)完整實(shí)現(xiàn)站層和間隔層部分規(guī)約包括GOOSE，由于存在網(wǎng)絡(luò)沖突， 可能會(huì)造成GOOSE報(bào)文的延遲。C)中國(guó)目前國(guó)內(nèi)高壓保護(hù)全部是雙重化配置，當(dāng) 雙套保護(hù)同時(shí)動(dòng)作的時(shí)候，會(huì)同時(shí)發(fā)送緊急的事件報(bào)文，此時(shí)可

18、能會(huì)發(fā)生沖突。 D)國(guó)內(nèi)急需建立一個(gè)完整全面的IEC61850數(shù)字式設(shè)備測(cè)試環(huán)境。E)隨著今后 IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的廣泛應(yīng)用，基于XML的變電站配置文件將充分發(fā)揮配置功能。電子式互感器應(yīng)用中存住的問(wèn)題:A)低電壓等級(jí)采用合并器將導(dǎo)致的成 本增加;按IEC61850-9-1點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式，一般一個(gè)保護(hù)需要各配一個(gè)合并器， 這將導(dǎo)致了綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的成本增加較多。B)合并器問(wèn)的數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)較為復(fù) 雜，如何進(jìn)一步提高整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃赃€有待研究。C)對(duì)于相同的繼電 保護(hù)算法，保護(hù)動(dòng)作時(shí)間會(huì)有所加長(zhǎng);這主要是由于通道的傳輸延遲引起的。D) 數(shù)字化過(guò)程層性能目前尚無(wú)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，目前對(duì)于該類(lèi)設(shè)備的測(cè)

19、量精度尚無(wú)確定的 定義及測(cè)量方法。研究開(kāi)發(fā)過(guò)程中專(zhuān)業(yè)協(xié)作需要加強(qiáng)，比如智能化電器的研究至少存在 機(jī)、電、光三個(gè)專(zhuān)業(yè)協(xié)同攻關(guān)。數(shù)字化變電站的發(fā)展將是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，不可 能一蹦而就，相比于傳統(tǒng)變電站它所具有的種種優(yōu)勢(shì)說(shuō)明，它是一個(gè)歷史發(fā)展的 趨勢(shì)。數(shù)字化變電站應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展可以建立在現(xiàn)有變電站自動(dòng)化技術(shù)的基礎(chǔ)上 實(shí)現(xiàn)應(yīng)用上的平穩(wěn)發(fā)展和逐步突破，使新技術(shù)的應(yīng)用能有機(jī)地結(jié)合電網(wǎng)的發(fā)展， 未來(lái)在數(shù)字化變電站應(yīng)用技術(shù)成熟的基礎(chǔ)上將標(biāo)志著新一代數(shù)字化電網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)。6結(jié)語(yǔ)數(shù)字化變電站的發(fā)展說(shuō)明了數(shù)字化技術(shù)正從變電站的二次設(shè)備向一次設(shè)備 延伸，這將對(duì)變電站的自動(dòng)化運(yùn)行和管理帶來(lái)深遠(yuǎn)的影響。在未來(lái)幾年內(nèi)，數(shù)字 化

20、變電站必將成為變電站自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的主流，同時(shí)也將為未來(lái)“數(shù)字化電網(wǎng)” 的建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。7參考文獻(xiàn)秀麗.數(shù)字化變電站綜述，水利電力科技1.2007,33 (2).高翔，張沛超.數(shù)字化變電站的主要特征和關(guān)鍵技術(shù)田.電網(wǎng)技術(shù)，2006,30(23)游復(fù)生.基于IEC 61850的數(shù)字變電站自動(dòng)化系統(tǒng)田.規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2005.67.殷志良基于工EC 61850的變電站過(guò)程總線通信的研究博士學(xué)位論文北京華北電 力大學(xué)2005年夏勇軍，蘇吳.胡剛，董永德.數(shù)字化變電站研究現(xiàn)狀與應(yīng)用展望 J.湖北電 力.2007.3 I ( 3 )李九虎等.變電站過(guò)程層的數(shù)字化中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集2006年殷

21、志良.數(shù)字化變電站中采樣值同步技術(shù)研究華東電力2008年第7期陳文升，林勇峰，李超群.數(shù)字化變電站理論研究及其在上海電網(wǎng)的應(yīng)用fJl.上海 電力，2006(2).周長(zhǎng)久.國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的數(shù)字化變電站技術(shù)J.云南電業(yè)，2006(11).土大鵬，栗俊凱，兄軍征.淺談數(shù)字化變電站的發(fā)展及應(yīng)用fJl.山東電力技術(shù)， 2007,(1).綜述智能化變電站保護(hù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)智能一次設(shè)備及互感器的應(yīng)用，使得智能化變電站在數(shù)據(jù)搜集及信息傳送上 逐步實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化及網(wǎng)絡(luò)化，而通過(guò)對(duì)信息的共享，使得繼電器集中裝配方式有 了更為堅(jiān)實(shí)的科技依托。就裝配方式而言，近期出現(xiàn)的集中式與之前繼電器保護(hù) 方式存在差異:互感器，特別是非常規(guī)的

22、，在對(duì)數(shù)據(jù)的搜集作用很大，借助過(guò)程 層對(duì)搜集到的樣本數(shù)值進(jìn)行傳送，進(jìn)而減少了二次繞組;借助網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)傳送 GOOSE信息，使得二次接線更為簡(jiǎn)潔。以硬件處理性能和保護(hù)的覆蓋區(qū)域?yàn)榉诸?lèi)標(biāo)準(zhǔn)，集中式保護(hù)在實(shí)現(xiàn)形式上主 要分3類(lèi):1）位于變電站的全部設(shè)備，其主保護(hù)及后備保護(hù)由同一臺(tái)保護(hù)裝置負(fù) 責(zé);2）每個(gè)電壓等級(jí)配備相應(yīng)的集中式保護(hù)裝置，從而進(jìn)行主保護(hù)及后備保護(hù);3） 根據(jù)母線的不同，配備相應(yīng)的集中式保護(hù)裝置。比較這三種形式可發(fā)現(xiàn)第一種更 加方便，但與此同時(shí)集中式保護(hù)裝置在硬件和軟件的設(shè)計(jì)方面也要達(dá)到一定的標(biāo) 準(zhǔn)，此外SV網(wǎng)及GOOSE網(wǎng)在帶寬方面、可靠性上也要達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，不過(guò)就 現(xiàn)在技術(shù)而言想要

23、做到還存在一定難度。第二種和第三種在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中依靠多個(gè) 集中式保護(hù)裝置進(jìn)行，相互協(xié)調(diào)完成對(duì)變電站的主保護(hù)功能及后備保護(hù)。如圖所示，在繼電器保護(hù)集中式配置方式中，對(duì)于電壓為220kV的線路及 母線，在集中式保護(hù)裝置的配置上選擇了雙冗余，各保護(hù)裝置對(duì)母線差動(dòng)及各個(gè) 線路進(jìn)行保護(hù)和主保護(hù)、后備保護(hù)，而像SV及GOOSE這兩類(lèi)網(wǎng)絡(luò)則獨(dú)立組建 網(wǎng)絡(luò)。電壓無(wú)論是220kV、110kV還是35kV，在裝配方式上都是相近的，若是 連接電壓的裝置，像母線比較多，則可將集中式保護(hù)裝置裝配到每一個(gè)母線上。 而變壓器的保護(hù)選用雙冗余，SV及GOOSE這兩類(lèi)網(wǎng)絡(luò)則獨(dú)立組建網(wǎng)絡(luò)?！?口坎電l9ft糜中式保護(hù)雙重化配置史率差功強(qiáng)護(hù) 京王方向過(guò)荒舞護(hù) 零序祝F岐彩P、矢靈糅芋 線路*席護(hù)、后備保護(hù)1 I一 3g傾_ llOkV I明II35k電巖撤盅中式保戶(hù)t 職重化快置I f母裁保護(hù)，光靈痢PI域耕蘭保W.后備保護(hù)I 、.智能變電站集中式保護(hù)配置方案仿真智能變電站全站設(shè)有2臺(tái)額定31.SMVA的主變壓器，高壓側(cè)有2個(gè)110kV 進(jìn)線間隔，由110kV內(nèi)橋連接，低壓側(cè)有10kV出線10回、2組電容器、2組接 地變、1個(gè)分段。110kV側(cè)一次設(shè)備全部為GIS組合式電氣設(shè)備，10kV側(cè)采用 開(kāi)關(guān)柜式一次設(shè)備。.