数字化变电站的主要特征和关键技术

赵晨曦 李楚豫 陈添阳

摘要：为了保证变电站中各个设备能够安全运行，进而保证电力系统的正常运行，进行对数字化变电站的主要特征和关键技术的研究是非常有必要的。与此同时，变电站采用数字化运行手段将更少的依赖于常规的运行手段，将朝综合化、自动化方向发展，进而保证电力系统的安全高效运行。

关键词：数字化变电站;主要特征;关键技术

引言：

数字化变电站的发展说明了数字化技术正从变电站的二次设备向一次设备延伸，由于各种新技术没有经过一定时期的实践检验，所以在现场应用的稳定性需要结合工程实际逐步完善。同时，由于目前大部分变电站都没有经过数字化改造，所以现有的常规变电站就可以为数字化变电站技术的发展提供应用的平台，而电网的发展也为变电站数字化技术提供契机。未来数字化变电站应用技术的成熟，将标志着新一代数字化电网的实现。但一些数字化变电站关键技术和设备，如电子式互感器、智能断路器技术、网络通信技术等还处于实际应用的起步阶段，需要进行大量的理论研究和运行经验的积累。

一、数字化变电站的主要特征

数字化变电站，应用到了近年来高速发展的自动化、电子信息、数字网络等技术，能够实现各类数据信息的高效处理，同时还可以实现各个变电站之间的协调运行。一般来说，数字化变电站的主要特征有：

（一）层次化

为了实现数据的迅速处理，根据功能上的差别可对变电站的结构进行层次上的划分：间隔层，主要是应用本间隔的数据信息对相关设备进行操作;过程层，主要用于实现与一次设备相关的接口功能;变电站层，则是对相关设备进行控制与管理，同时还能与远端的信息中心进行数据的互通。可以说，层次化的特征使得电力系统的运行效率更高，可靠性得到了保证。

（二）数字化

数字化，主要指的是数据采集方面，可利用自动化设备对相关的各项参数进行收集，包括电压、电流等，并进行整体上的分析，以确保设备运行的稳定无异常，而且还有效地实现了不同系统间的电气隔离，进一步提升了测量数据的精度，为实现设备的信息化应用打下了坚实的基础。

（三）集成化

随着科技的进步，在工业生产中人们都在追求功能上的集成化，以便于管理和控制。在数字化变电站，人们则是通过对分散的各项装置进行一定程度的整合，同时将不同设备的相应功能，比如监测功能、信息处理功能等整合到同一个设备上，从而实现功能上的优化，节省了购买设备的成本，扩大了企业效益。

（四）智能化

随着信息网络技术的发展与应用，在设备的操作上变得越来越智能化。在运行过程中，应用到了许多先进的自动化控制技术以及各类传感技术，因此能夠根据需要对不同的开关进行控制，而且还能对设备的运行情况进行自检等。此外，很多日常管理工作以及数据信息的记录、分析等都能够通过计算机来实现，不仅效率更高，也避免了资源的浪费，在变电站出现故障时，还能迅速查找原因并给出维修意见。

二、数字化变电站中的关键技术

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的发展和应用。

（一）电磁抗干扰技术

电磁抗干扰技术主要用于数字化变电站的设备状态检修过程中，保证收集的变电站设备运行参数的准确性。在数字化变电站设备检修的过程中使用了大量的电子传感器设备和计算机处理设备，这些设备会受到电磁信号的干扰，导致设备状态检修收集的设备运行参数出现误差，致使无法正确的检修出存在问题的设备，无法确保变电站的正常运行。我们可以通过将变电站内部的电磁频率的检测加入设备状态检修的过程，来避免这种问题的出现，这个过程需要监测变电站现场的电磁频率。提前测定变电站设备的电磁兼容性能力，确定其是否具备抗干扰的能力。加大变电站设备屏蔽接地情况的检测力度，严格管理变电站内部可能产生电磁干扰的器件，继而避免变电站设备受到电磁的干扰，安全稳定地运行。

（二）数字化回路状态检测技术

回路保护系统是变电站的主要组成结构，在变电站回路状态检修中起到非常重要的作用。回路保护系统主要由电缆和继电器组成，它们将变电站设备的运行状态有效的收集在一起。回路保护系统比较分散，无法获得整体性的数据，难以进行管理。所以我们需要采用整体化的管理方式来对回路保护系统进行管理，进而将变电站的设备检修状态进行整体化的提升。

（三）数字化系统检修技术

数字化变电站的设备状态检修要同时兼顾一次设备状态检修和设备的二次状态检修，不能只重视其中一个，而忽略了对另一个的检修。在设备状态检修过程中，要明确一次设备状态检测过程中出现的问题，及时对问题进行处理，保证设备运行的安全性和可靠性。通过在变电站中应用数字化技术，简化变电站设备的操作步骤，提升变电站内部设备运行的安全性和稳定性。

三、数字化变电站通信网络结构

由于对通信结构还缺少明确的规定，而且对不同设备之间的接口也还未制定严格的标准，因此，各个生产商只是按照客户所提出的具体要求进行设计。在当前常用的IEC61850标准中，是利用以太网作为基本的通信技术来使用的，并未对具体的网络形式进行过多的限制，所以说，随着技术的发展与进步，网络化水平将越来越高，同一个网络能够将不同的系统融合到一起。如此一来，不仅能够实现变电站与管理中心之间的网络连接，而且能够实现各个变电站之间的网络连接。

当然，数字化变电站技术的发展现在还远未成熟，所应用的网络技术还要经过长时间的检验，因此在实际应用中的性能需要根据现场的反馈加以完善。同时，考虑到当前还有很多的变电站没有进行数字化技术改造，也就能够为相关技术的未来发展提供实践的平台，而电力系统的发展也为变电站的数字化升级创造了条件。随着数字化变电站通信网络技术的日趋成熟，将进一步推动新型电力网络的发展。但是，我们也必须意识到，很多数字化变电站的关键技术还处在起步阶段，还存在着很多的问题和不足，还需要结合工作实践进行大量的理论研究以及经验积累。

结束语：

总的来说，随着经济社会的飞速发展，可靠性高、安全性好的数字化变电站得到了越来越广泛地应用。而为了进一步提高变电站的安全稳定性，进而确保电力网络的持续健康运行，就需要对其中的主要特征以及关键技术进行深入的研究，这有着非常高的现实价值。而且，数字化变电站技术水平的提高，能够使得我们更少的去依赖常规的操作手段，实现自动化、智能化的管理，实现各类数据信息的高效处理，同时还能够实现各个变电站之间的协调运行，进而有效提高我国电力网络的整体安全性能。

参考文献：

[1]王裕文，冯晓雯.数字化变电站关键技术及工程实现探析[J].电子技术与软件工程，2014（24）：167-167.

[2]刘苑飞.数字化变电站的几个关键技术问题探讨[J].电子世界，2014（24）：102-102.