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关于数字化变电站自动化系统探究 　　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。 　　 3信息交互网络化与信息应用集??化。数字化变电站采用低功率、数字化的新型互感器代替常规互感器，将高电压、大电流直接变换为数字信号。站内设备之间通过高速网络进行信息交互，二次设备不出现功能重复的I/O接口，常规的功能装置变成了逻辑的功能模块，以实现数据及资源共享。目前国际上已确定IEC61850为变电站自动化通信标准。此外，数字化变电站对原来分散的二次系统装置进行了信息集成及功能优化处理，因此可以有效地避免常规变电站的监视、控制保护、故障录波、量测与计量等装置存在的硬件配置重复、信息不共享及投资成本大等问题的发生。 　　 4设备操作智能化。新型高压断路器二次系统是采用微机、电力电子技术和新型传感器建立起来的，断路器系统的智能性由微机控制的二次系统、IED和相应的智能软件来实现，保护和控制命令可以通过光纤网络到达非常规变电站的二次回路系统，从而实现与断路器操作机构的数字化接口。 　　 5设备检修状态化。在数字化变电站中，可以有效地获取电网运行状态数据以及各种IED装置的故障和动作信息，实现对操作及信号回路状态的有效监视。数字化变电站中几乎不再存在未被监视的功能单元，设备状态特征量的采集没有盲区。设备检修策略可以从常规变电站设备的“定期检修”变成“状态检修”，从而大大提高系统的可用性。 　　 6系统结构紧凑化和建模标准化。数字化电气量测系统具有体积小、重量轻等特点，可以将其集成在智能开关设备系统中，按变电站机电一体化设计理念进行功能优化组合和设备布置。在高压和超高压变电站中，保护装置、测控装置、故障录波及其他自动装置的I/O单元作为一次智能设备的一部分，实现了IED的近过程化（process-close）设计；在中低压变电站可将保护及监控装置小型化、紧凑化并完整地安装在开关柜上。 　　 7可靠和实时的通信网络 　　 网络系统是数字化变电站的神经系统，其可靠性和实时性直接决定了变电站系统的可用性。通信网络的可靠性主要通过选择具有高可靠性的网络拓扑结构及采用冗余技术来保证。各IED都带有双网卡，可分别接入两台交换机，过程总线和站级总线都采用环形拓扑，因此该方案可极大地提高系统的可靠性。网络系统设计属于优化问题，要综合考虑可靠性、经济性及易维护性等诸多因素。 　　 8具备互操作性的IED 　　 制定IEC61850标准的主要目标之一是实现IED的互操作性和互换性。为了保证IED的互操作性，需要对其进行一致性测试和性能测试。一致性测试属于证书测试，目的是测试IED是否符合特定标准。IEC61850-10中专门定义了一致性测试方法。性能测试属于应用测试，目的是测试IED是否满足运行性能要求。一致性测试一般由授权机构完成，而性能测