數(shù)字化變電站與智能化變電站的關系

一、數(shù)字化變電站與智能變電站的關系

數(shù)字化變電站是由電子式互感器、智能化終端、數(shù)字化保護測控設備、數(shù)字化計量儀表、光纖網(wǎng)絡和雙絞線網(wǎng)絡以及IEC61850規(guī)約組成的全智能的變電站模式，按照分層分布式來實現(xiàn)變電站內智能電氣設備間信息共享和互操作性的現(xiàn)代化變電站。

智能化變電站是采用先進的傳感器、信息、通信、控制、智能等技術，以一次設備參量數(shù)字化和標準化、規(guī)范化信息平臺為基礎，實現(xiàn)變電站實時全景監(jiān)測、自動運行控制、與站外系統(tǒng)協(xié)同互動等功能，達到提高變電可靠性、優(yōu)化資產(chǎn)利用率、減少人工干預、支撐電網(wǎng)安全運行，可再生能源“即插即退”等目標的變電站。

智能化變電站與數(shù)字化變電站有密不可分的聯(lián)系。數(shù)字化變電站是智能化變電站的前提和基礎，是智能化變電站的初級階段，智能化變電站是數(shù)字化變電站的發(fā)展和升級。智能化變電站擁有數(shù)字化變電站的所有自動化功能和技術特征。智能化變電站與數(shù)字化變電站的差別主要體現(xiàn)在以下3個方面：

1、數(shù)字化變電站主要從滿足變電站自身的需求出發(fā)，實現(xiàn)站內一、二次設備的數(shù)字化通信和控制，建立全站統(tǒng)一的數(shù)據(jù)通信平臺，側重于在統(tǒng)一通信平臺的基礎上提高變電站內設備與系統(tǒng)間的互操作性。而智能化變電站則從滿足智能電網(wǎng)運行要求出發(fā)，比數(shù)字化變電站更加注重變電站之間、變電站與調度中心之間的信息的統(tǒng)一與功能的層次化。需要建立全網(wǎng)統(tǒng)一的標準化信息平臺，作為該平臺的重要節(jié)點，提高其硬件與軟件的標準化程度，以在全網(wǎng)范圍內提高系統(tǒng)的整體運行水平為目標。

2、數(shù)字化變電站己經(jīng)具有了一定程度的設備集成和功能優(yōu)化的概念，要求站內應用的所有智能電子裝置(IED)滿足統(tǒng)一的標準，擁有統(tǒng)一的接口，以實現(xiàn)互操作性。IED分布安裝于站內，其功能的整合以統(tǒng)一標準為紐帶，利用網(wǎng)絡通信實現(xiàn)。數(shù)字化變電站在以太網(wǎng)通信的基礎上，模糊了一、二次設備的界限，實現(xiàn)了一、二次設備的初步融合。而智能化變電站設備集成化程度更高，可以實現(xiàn)一、二次設備的一體化、智能化整合和集成。

3、智能電網(wǎng)擁有更大量新型柔性交流輸電技術及裝備的應用，以及風力發(fā)電、太陽能發(fā)電等間歇式分布式清潔電源的接入，需要滿足間歇性電源“即插即用”的技術要求。

二、數(shù)字化變電站對比常規(guī)綜自站的優(yōu)勢

數(shù)字化變電站就是將信息采集、傳輸、處理、輸出過程完全數(shù)字化的變電站。全站采用同一的通訊規(guī)約IEC61850構建通訊網(wǎng)絡，保護、測控、計量、監(jiān)控、遠動、VQC等系統(tǒng)均用同一網(wǎng)絡接收電流、電壓和狀態(tài)信息，各個系統(tǒng)實現(xiàn)信息共享。

常規(guī)綜自站的一次設備采集模擬量，通過電纜將模擬信號傳輸?shù)綔y控保護裝置，裝置進行模數(shù)轉換后處理數(shù)據(jù)，然后通過網(wǎng)線上將數(shù)字量傳到后臺監(jiān)控系統(tǒng)。同時監(jiān)控系統(tǒng)和測控保護裝置對一次設備的控制通過電纜傳輸模擬信號實現(xiàn)其功能。

數(shù)字化變電站一次設備采集信息后，就地轉換為數(shù)字量，通過光纜上傳測控保護裝置，然后傳到后臺監(jiān)控系統(tǒng)，而監(jiān)控系統(tǒng)和測控保護裝置對一次設備的控制也是通過光纜傳輸數(shù)字信號實現(xiàn)其功能。常規(guī)綜自站與數(shù)字化變電站對比如下圖所示。

為此我們總結出數(shù)字化變電站的優(yōu)勢

1、高性能

1)通訊網(wǎng)絡采用同一的通訊規(guī)約IEC61850，不需要進行規(guī)約轉換，加快了通訊速度，降低了系統(tǒng)的復雜度和設計、調試和維護的難度，進步了通訊系統(tǒng)的性能。

2)數(shù)字信號通過光纜傳輸避免了電纜帶來的電磁干擾，傳輸過程中無信號衰減、失真。無L、C濾波網(wǎng)絡，不產(chǎn)生諧振過電壓。傳輸和處理過程中不再產(chǎn)生附加誤差，提升了保護、計量和丈量系統(tǒng)的精度。

3)光電互感器無磁飽和，精度高，暫態(tài)特性好。

2、高安全性

1)光電互感器的應用，避免了油和SF6互感器的滲漏題目，很大程度上減少了運行維護的工作量，不再受滲漏油的困擾，同時進步了安全性。

2)光電互感器高低壓部分光電隔離，使得電流互感器二次開路、電壓互感器二次短路可能危及人身或設備等題目不復存在，大大進步了安全性。

3)光纜代替電纜，避免了電纜端子接線松動、發(fā)熱、開路和短路的危險，進步了變電站整體安全運行水平。

3、高可靠性

設備自檢功能強，合并器收不到數(shù)據(jù)會判定通訊故障或互感器故障而發(fā)出告警，既進步了運行的可靠性又減輕了運行職員的工作量。

4、高經(jīng)濟性

1)采用光纜代替大量電纜，降低本錢。用光纜取代二次電纜，簡化了電纜溝、電纜層和電纜防火，保護、自動化調試的工作量減少，減少了運行維護成本。同時，縮短工程周期，減少通道重復建設和投資。

2)實現(xiàn)信息共享，兼容性高，便于新增功能和擴展規(guī)模，減少變電站投資成本。

3)光電互感器采用固體絕緣，無滲漏問題，減少了停運檢驗成本。

4)數(shù)字化變電站技術含量高，電纜等耗材節(jié)約，具有節(jié)能、環(huán)保、節(jié)約社會資源的多重功效。

三、數(shù)字化變電站的特點

1、智能化的一次設備

一次設備被檢測的信號回路和被控制的操作驅動回路采用微處理器和光電技術設計，簡化了常規(guī)機電式繼電器及控制回路的結構，數(shù)字程控器及數(shù)字公共信號網(wǎng)絡取代傳統(tǒng)的導線連接。換言之，變電站二次回路中常規(guī)的繼電器及其邏輯回路被可編程序代替，常規(guī)的強電模擬信號和控制電纜被光電數(shù)字和光纖代替。

2、網(wǎng)絡化的二次設備

變電站內常規(guī)的二次設備，如繼電保護裝置、防誤閉鎖裝置、測量控制裝置、遠動裝置、故障錄波裝置、電壓無功控制、同期操作裝置以及正在發(fā)展中的在線狀態(tài)檢測裝置等全部基于標準化、模塊化的微處理機設計制造，設備之間的連接全部采用高速的網(wǎng)絡通信，二次設備不再出現(xiàn)常規(guī)功能裝置重復的I/0現(xiàn)場接口，通過網(wǎng)絡真正實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、資源共享，常規(guī)的功能裝置在這里變成了邏輯的功能模塊。

3、自動化的運行管理系統(tǒng)

變電站運行管理自動化系統(tǒng)應包括電力生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)、狀態(tài)記錄統(tǒng)計無紙化;數(shù)據(jù)信息分層、分流交換自動化;變電站運行發(fā)生故障時能即時提供故障分析報告，指出故障原因，提出故障處理意見;系統(tǒng)能自動發(fā)出變電站設備檢修報告，即常規(guī)的變電站設備“定期檢修”改為“狀態(tài)檢修”。

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