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数字化变电站发展的瓶颈问题及其解决策略研究 　　摘要：随着网络通信技术在变电站自动化系统中的广泛应用，数字化变电站的应用日益广泛。变电站自动化技术中数字化变电站技术的出现是变电站发展史上的一次重大变革，其建成和运用具有划时代的意义。通过分析目前数字化变电站的基本结构和技术特点，得出目前数字化变电站发展的技术瓶颈问题，最后结合当前数字化变电站改造工程中的先进技术应用，提出了解决数字化变电站发展瓶颈问题的策略，为更好地促进数字化变电站的建设及其技术发展提供有益的参考和帮助。 　　关键词：数字化变电站；技术瓶颈；问题；解决策略 　　作者简介：李亚民（1983-），男，湖南常德人，贵州送变电工程公司调试所，工程师。（贵州 贵阳 550002） 　　中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）36-0207-02 　　尽管在当前智能电网发展潮流中，数字化变电站已成为电力企业的首选，然而数字化变电站在技术上仍存在较大的提升空间。相关的技术瓶颈得不到突破，将会使数字化变电站的技术优势大打折扣，其应用推广也将受到制约，对当前智能化电网的发展势必也会带来重大影响。 　　一、数字化变电站的基本结构和技术特点 　　1.数字化变电站的基本结构 　　数字化变电站体系结构趋向于分层分布式，主要由设备层（站控层）、间隔层和变电站层（过程层）三层组成。 　　（1）设备层。设备层主要由电子式互感器和智能开关设备等组成。该层用来采集电力系统实时电气量，检测断路器、变压器、母线等运行设备的状态以及执行上层控制指令等。 　　（2）间隔层。间隔层主要由保护装置、故障录波器、测控装置、安全自动装置以及电能计量装置等设备组成。该层用来汇总本间隔过程层实时数据信息，对一次设备进行保护控制，快速高效完成与设备层及变电站层的网络通信。 　　（3）变电站层。变电站层主要由主机、操作员站、五防工作站、远动装置等设备组成。该层用来汇总全站的实时数据，向调度中心传送数据或接收调度中心传送到间隔层和过程层的命令。另外，该层还能够对另外两层的设备进行在线维护以及实现变电站自身故障的自动分析诊断功能。 　　2.数字化变电站的技术特点 　　与传统意义上的变电站相比，数字化变电站的技术特点主要体现在如下几点：一是一次设备的智能化。数字化变电站采用智能化的电子式互感器以及智能开关等一次设备，实现了电器自动控制、自动检测自身故障、自动调节与远方控制中心的通信等。二是二次设备的网络化。通过合并单元采集非常规互感器的输出信息，通过光纤传输，并在二次设备间利用通信网络交换信息的方式将采集的信息发送给保护测控设备。三是IEC61850的标准化。数字化变电站全站通信网络和系统实现均采用IEC61850标准，数字化变电站站内设备可基于IEC61850标准的系统性和开放性有效进行互操作。四是运行管理的自动化。数字化变电站在设备智能化、站内设备的互操作性以及网络通信平台的信息共享等方面的技术特点，使其具备了较大程度的运行管理自动化的特点。 　　二、数字化变电站发展的技术瓶颈问题 　　当前数字化变电站虽然广泛应用了电子式互感器等一次智能设备，但其可靠性问题还有待完善。同样数字化变电站虽然实现了设备间的信息交互，但在网络交互信息的采集与共享方面却未有实质性进展。另外，网络系统选型问题以及IED的互操作性问题依然是制约当前数字化变电站发展的重要瓶颈问题。 　　1.电子式互感器的可靠性问题 　　电子式互感器作为设备层中的关键设备可靠性至关重要。由于电子式互感器中采用了一些比较容易损耗的光学器件和电子器件等元件，其可靠性很容易受系统热稳定性、电磁兼容以及电子元件自身的可靠性等因素的影响，电子式互感器的可靠性问题还需要进一步在工程实际应用中进行检验。 　　2.网络交互信息采集与共享问题 　　数字化变电站用光纤传输数字量，而在现场运行维护中，对光纤传输通道的误码率和传输时延等的测试和维护难度较大。另外，合并单元的输出量通过以太网发送给变电站二次保护设备，被传输的采样值报文流经多个节点，可能会出现数据包丢包等问题。这些问题在一定程度上制约了整个系统中各个设备对网络交互信息的有效采集与共享。 　　3.网络通信系统的选型问题 　　数字化变电站自动化系统的实现完全依赖于网络通信系统，网络通信系统的可靠性与网络信息传送的高效性就决定了整个数字化变电站自动化系统的可用性，因此，解决好网络通信系统的选型问题，意义重大。虽然当前的数字化变电站内的信息交互全部通过以太网实现，而且保证了通信的确定性，但由于数字化变电站网络系统中信息的采样以及控制命令的形成是由网络上多个CPU协同完成的，如何控制好信息采样的同步以及命令的快速输出是网络系统选型要解决的一个复杂问题。 　　4