數(shù)字變電站有哪些技術(shù)基礎(chǔ)？

傳統(tǒng)變電站模式已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)代電力大系統(tǒng)的管理要求。數(shù)字化變電站可以認(rèn)為是變電站自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展至今所經(jīng)歷階段性的必然結(jié)果，目前的變電站應(yīng)用先進(jìn)的現(xiàn)代化技術(shù)，在各級(jí)電力網(wǎng)絡(luò)中成為中轉(zhuǎn)、變換、輸配的重要環(huán)節(jié)，強(qiáng)有力地發(fā)揮了其安全、穩(wěn)定運(yùn)行的作用。

一、數(shù)字變電站的技術(shù)基礎(chǔ)

對(duì)數(shù)字化變電站而言，其表現(xiàn)形式可以這樣理解為在獲取信息、處理信息、傳輸信息時(shí)的過程中，設(shè)備在實(shí)現(xiàn)全部智能化的基礎(chǔ)上，信息完全以數(shù)字化形式來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，并且網(wǎng)絡(luò)的接口是標(biāo)準(zhǔn)化的，在管理和操作的具體內(nèi)容上是自動(dòng)化形式，具備這樣內(nèi)涵的的變電站可以認(rèn)為基本上具備了數(shù)字化變電站的主要特征。

對(duì)于以上數(shù)字化變電站，可以通過以下內(nèi)容來描述其技術(shù)基礎(chǔ)。

1.信號(hào)采集和回路驅(qū)動(dòng)與控制全面數(shù)字化。運(yùn)用微處理器和光電技術(shù)來達(dá)到信號(hào)采集和驅(qū)動(dòng)數(shù)字化，在邏輯控制和繼電器回路中應(yīng)用PLC（可編程控制器）來實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，在有線信號(hào)載體方面使用光電轉(zhuǎn)換線纜和光纖完成數(shù)字化信息傳輸。

2.二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化。二次設(shè)備信息交流、保護(hù)、分布式協(xié)調(diào)控制形成網(wǎng)絡(luò)體系，變電站中的保護(hù)單元、檢測、故障診斷、無功控制均采用標(biāo)準(zhǔn)化微機(jī)設(shè)計(jì)組建采用高速網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，二次設(shè)備通過全網(wǎng)絡(luò)化來實(shí)現(xiàn)資源共享、信息集成支撐。

二、數(shù)字化變電站的一次智能設(shè)備

智能化的一次設(shè)備，信息共享位數(shù)字變電站提供了扎實(shí)的基礎(chǔ)，具有高準(zhǔn)確性和可靠性的測控水平，保證二次設(shè)備精確獲取信息。

1.智能開關(guān)

所謂智能開關(guān)就是既配置傳感器、控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)又設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字接口的可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信功能的開關(guān)設(shè)備。這種設(shè)備具有開關(guān)基本的功能外，還能能通過網(wǎng)絡(luò)成為數(shù)字化監(jiān)測的組成部分，同時(shí)具備自診斷、自評(píng)估功能。其特點(diǎn)表現(xiàn)為監(jiān)測精確、可靠性高，能夠?qū)崿F(xiàn)智能控制和順序控制，可通過數(shù)字化接口或接口轉(zhuǎn)換后掛接在總線或控制網(wǎng)絡(luò)上。

2.智能變壓器

智能電力變壓器是數(shù)字化變電站重要的基礎(chǔ)設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)不同電壓等級(jí)交流電網(wǎng)的能量轉(zhuǎn)換。與智能開關(guān)相同，智能變壓器也配有傳感器、控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，擁有數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)接口。除具有一般變壓器的功能外，還具備狀態(tài)監(jiān)測、評(píng)估和維護(hù)。

與傳統(tǒng)的一次設(shè)備相比，智能化設(shè)備接受指令能快速響應(yīng)，準(zhǔn)確動(dòng)作，且具有自適應(yīng)性。

三、數(shù)字化變電站的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控

“數(shù)字”變電站離不開網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站提供了有效載體。按照IEC61850標(biāo)準(zhǔn)接口建模，采用分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式，通常把一、二次設(shè)備分為設(shè)備級(jí)、單元級(jí)和站級(jí)。站級(jí)是最高一級(jí)，包括監(jiān)控主機(jī)、工程師站和信號(hào)遠(yuǎn)傳裝置。單元級(jí)包括測控設(shè)備，分布式的繼電保護(hù)單元、PT切換、故障錄波、電壓及無功控制單元等。設(shè)備級(jí)包括變壓器、斷路器、電流及電壓互感器、隔離開關(guān)等設(shè)備。

通過網(wǎng)絡(luò)將三級(jí)設(shè)備和裝置連接在一起，數(shù)字變電站監(jiān)控系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)采集與處理、事件順序記錄、故障記錄、操作控制、安全監(jiān)視和人機(jī)聯(lián)系功能。

四、數(shù)字變電站管理操作

操作和管理自動(dòng)化是數(shù)字變電站建設(shè)內(nèi)容的一個(gè)重要方面，在網(wǎng)絡(luò)通信的基礎(chǔ)上，對(duì)變電站內(nèi)的運(yùn)行狀況、歷史數(shù)據(jù)分析，準(zhǔn)確模擬系統(tǒng)設(shè)備操作和管理。進(jìn)一步加強(qiáng)變電站中的操作和管理，尤其是推廣其自動(dòng)化技術(shù)，對(duì)保證變電站內(nèi)部供電的可靠性以及設(shè)備維修，準(zhǔn)確分析設(shè)備有積極作用。

狀態(tài)監(jiān)測與檢修是及時(shí)確定事故并實(shí)現(xiàn)設(shè)備科學(xué)管理的關(guān)鍵技術(shù)。通過狀態(tài)監(jiān)測還可完成大量原始數(shù)據(jù)的歸納和分析，進(jìn)行故障分析和故障診斷。為維護(hù)和檢修設(shè)備給予指導(dǎo)，評(píng)估電力系統(tǒng)可靠性，還需建立狀態(tài)評(píng)估體系評(píng)估電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)。

數(shù)字化變電站是建設(shè)智能電力系統(tǒng)的重要部分，采用先進(jìn)的技術(shù)拓寬變電站功能的發(fā)展創(chuàng)新空間，必將在未來為電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)揮巨大作用。