數(shù)字化變電站與智能化變電站的關(guān)系

一、數(shù)字化變電站與智能變電站的關(guān)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(hù)測(cè)控設(shè)備、數(shù)字化計(jì)量?jī)x表、光纖網(wǎng)絡(luò)和雙絞線網(wǎng)絡(luò)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(lái)實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)智能電氣設(shè)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(jìn)的傳感器、信息、通信、控制、智能等技術(shù)，以一次設(shè)備參量數(shù)字化和標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化信息平臺(tái)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)變電站實(shí)時(shí)全景監(jiān)測(cè)、自動(dòng)運(yùn)行控制、與站外系統(tǒng)協(xié)同互動(dòng)等功能，達(dá)到提高變電可靠性、優(yōu)化資產(chǎn)利用率、減少人工干預(yù)、支撐電網(wǎng)安全運(yùn)行，可再生能源“即插即退”等目標(biāo)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(chǔ)，是智能化變電站的初級(jí)階段，智能化變電站是數(shù)字化變電站的發(fā)展和升級(jí)。智能化變電站擁有數(shù)字化變電站的所有自動(dòng)化功能和技術(shù)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(gè)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(shí)現(xiàn)站內(nèi)一、二次設(shè)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(tái)，側(cè)重于在統(tǒng)一通信平臺(tái)的基礎(chǔ)上提高變電站內(nèi)設(shè)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(yùn)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(diào)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(biāo)準(zhǔn)化信息平臺(tái)，作為該平臺(tái)的重要節(jié)點(diǎn)，提高其硬件與軟件的標(biāo)準(zhǔn)化程度，以在全網(wǎng)范圍內(nèi)提高系統(tǒng)的整體運(yùn)行水平為目標(biāo)。

2、數(shù)字化變電站己經(jīng)具有了一定程度的設(shè)備集成和功能優(yōu)化的概念，要求站內(nèi)應(yīng)用的所有智能電子裝置(IED)滿足統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，擁有統(tǒng)一的接口，以實(shí)現(xiàn)互操作性。IED分布安裝于站內(nèi)，其功能的整合以統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)為紐帶，利用網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)現(xiàn)。數(shù)字化變電站在以太網(wǎng)通信的基礎(chǔ)上，模糊了一、二次設(shè)備的界限，實(shí)現(xiàn)了一、二次設(shè)備的初步融合。而智能化變電站設(shè)備集成化程度更高，可以實(shí)現(xiàn)一、二次設(shè)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(shù)及裝備的應(yīng)用，以及風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)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(shù)要求。

二、數(shù)字化變電站對(duì)比常規(guī)綜自站的優(yōu)勢(shì)

數(shù)字化變電站就是將信息采集、傳輸、處理、輸出過(guò)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(gòu)建通訊網(wǎng)絡(luò)，保護(hù)、測(cè)控、計(jì)量、監(jiān)控、遠(yuǎn)動(dòng)、VQC等系統(tǒng)均用同一網(wǎng)絡(luò)接收電流、電壓和狀態(tài)信息，各個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息共享。

常規(guī)綜自站的一次設(shè)備采集模擬量，通過(guò)電纜將模擬信號(hào)傳輸?shù)綔y(cè)控保護(hù)裝置，裝置進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后處理數(shù)據(jù)，然后通過(guò)網(wǎng)線上將數(shù)字量傳到后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)。同時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和測(cè)控保護(hù)裝置對(duì)一次設(shè)備的控制通過(guò)電纜傳輸模擬信號(hào)實(shí)現(xiàn)其功能。

數(shù)字化變電站一次設(shè)備采集信息后，就地轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，通過(guò)光纜上傳測(cè)控保護(hù)裝置，然后傳到后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，而監(jiān)控系統(tǒng)和測(cè)控保護(hù)裝置對(duì)一次設(shè)備的控制也是通過(guò)光纜傳輸數(shù)字信號(hào)實(shí)現(xiàn)其功能。常規(guī)綜自站與數(shù)字化變電站對(duì)比如下圖所示。

為此我們總結(jié)出數(shù)字化變電站的優(yōu)勢(shì)

1、高性能

1)通訊網(wǎng)絡(luò)采用同一的通訊規(guī)約IEC61850，不需要進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換，加快了通訊速度，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度和設(shè)計(jì)、調(diào)試和維護(hù)的難度，進(jìn)步了通訊系統(tǒng)的性能。

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

3)光電互感器無(wú)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(yīng)用，避免了油和SF6互感器的滲漏題目，很大程度上減少了運(yùn)行維護(hù)的工作量，不再受滲漏油的困擾，同時(shí)進(jìn)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(shè)備等題目不復(fù)存在，大大進(jìn)步了安全性。

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

3、高可靠性

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

4、高經(jīng)濟(jì)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(jiǎn)化了電纜溝、電纜層和電纜防火，保護(hù)、自動(dòng)化調(diào)試的工作量減少，減少了運(yùn)行維護(hù)成本。同時(shí)，縮短工程周期，減少通道重復(fù)建設(shè)和投資。

2)實(shí)現(xiàn)信息共享，兼容性高，便于新增功能和擴(kuò)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(wú)滲漏問(wèn)題，減少了停運(yùn)檢驗(yàn)成本。

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

三、數(shù)字化變電站的特點(diǎn)

1、智能化的一次設(shè)備

一次設(shè)備被檢測(cè)的信號(hào)回路和被控制的操作驅(qū)動(dòng)回路采用微處理器和光電技術(shù)設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了常規(guī)機(jī)電式繼電器及控制回路的結(jié)構(gòu)，數(shù)字程控器及數(shù)字公共信號(hào)網(wǎng)絡(luò)取代傳統(tǒng)的導(dǎo)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(qiáng)電模擬信號(hào)和控制電纜被光電數(shù)字和光纖代替。

2、網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備

變電站內(nèi)常規(guī)的二次設(shè)備，如繼電保護(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)裝置等全部基于標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的微處理機(jī)設(shè)計(jì)制造，設(shè)備之間的連接全部采用高速的網(wǎng)絡(luò)通信，二次設(shè)備不再出現(xiàn)常規(guī)功能裝置重復(fù)的I/0現(xiàn)場(chǎng)接口，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)真正實(shí)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(dòng)化的運(yùn)行管理系統(tǒng)

變電站運(yùn)行管理自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)包括電力生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)、狀態(tài)記錄統(tǒng)計(jì)無(wú)紙化;數(shù)據(jù)信息分層、分流交換自動(dòng)化;變電站運(yùn)行發(fā)生故障時(shí)能即時(shí)提供故障分析報(bào)告，指出故障原因，提出故障處理意見;系統(tǒng)能自動(dòng)發(fā)出變電站設(shè)備檢修報(bào)告，即常規(guī)的變電站設(shè)備“定期檢修”改為“狀態(tài)檢修”。

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