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变电站智能化与数字化技术及其发展分析 　　【摘要】本文分别介绍了变电站数字化及智能化的特点，分析了目前国内外较新的综合自动化技术，指出目前是变电站的数字化及智能化发展创造了空前的良机，应该抓住机遇，加快发展。 　　【关键词】变电站；智能化；数字化 　　智能化是当今电网发展的新趋势，数字化变电站是智能电网建设的物理基础，数字化变电站试点应用是目前电网建设和变电站技术发展的新热点，也将成为未来变电站自动化技术发展的趋势和方向。 　　文章结合笔者多年实际工程经验，就变电站的智能化、数字化以及综合自动化技术的特点、现状及发展进行了分析。 　　1.变电站智能化 　　智能变电站实现形式基于数字化变电站，但在支撑智能电网建设、可再生能源即插即退等智能性方面有更高的要求。 　　智能变电站的实施意义主要有以下几个方面： 　　（1）变电站的各种功能共享统一的信息平台 站内信息采用统一的模型，按统一的通信标准接入变电站通信网络。变电站的保护、测控、计量等系统均用同一个通信网络接收电流、电压和状态等信息以及发出控制命令，实现各间隔间信息共享。 　　（2）解决设备间的互操作问题 所有智能设备均按统一的标准建立信息模型和通信接口，设备间可实现无缝连接。IEC 61850的信息自解释机制，在不同厂家设备使用各自扩展的信息时也能保证互操作性。减少运行通讯故障。 　　（3）便于变电站新增功能和扩展规模 变电站在扩充功能和扩展规模时，只需在通信网络上接入新增设备，扩展软件模块，无需改造或更换原有设备，节约用户投资，减少变电站全生命周期成本，真正实现即插即用。 　　（4）应用通信网络取代二次电缆 取消了传统保护测控装置的交流模块和控制模块，所有信息均通过过程层网络来传输，缩减了变电站建设用于购买二次电缆和电缆敷设设计的成本，同时也大幅度简化了传统变电站用于二次接线的工作量。 　　（5）提升测量精度 采用输出数字信号的电子式互感器，电流电压信号在过程层网络中以数字化信息传输，在传输和处理过程中均不会产生附加误差，消除常规控制电缆带来的信息衰减，提升保护系统、测量系统和计量系统的采样精度。 　　（6）避免电缆带来的电磁兼容、传输过电压和两点接地等问题 二次设备和一次设备之间使用绝缘的光纤连接，电磁干扰和传输过电压没有影响到二次设备的途径，而且也没有二次回路短路、接地的可能性，从根本上解决了控制电缆所带来的电磁干扰问题。 　　（7）应用电子式互感器解决传统互感器固有问题 采用光电式互感器，其二次输出采用数字信号，没有传统互感器固有的TA断线导致高压危险、TA饱和影响差动保护、CVT暂态过程影响距离保护、铁磁谐振、绝缘油爆炸、六氟化硫泄漏等问题 。 　　2.变电站数字化 　　数字化变电站是由智能化一次设备和网络化二次设备按过程层、间隔层、站控层三层结构体系分层构建，建立在符合国际标准的IEC61850通信规范基础之上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。 　　数字化变电站的优势在于： 　　（1）二次系统安全性提升 无绝缘问题。光纤连接，一、二次设备电气上有效隔离。消除电缆损耗、电气兼容、传导性电磁干扰。不存在常规互感器开路、短路或两点接地产生的危险。采集环节数字化，有效抑制一次设备故障对二次系统的影响。 　　（2）测量精度和动态性能提高 数字式互感器测量、采集输出数字化，光纤传输，在实现原理方面从根本上避免传统互感器电磁饱和、铁磁谐振等不利因素。 　　数字式互感器频率响应宽，动态特性好，可进行暂态电流和直流的测量，为保护、自动装置提供更加准确的电气暂态特性，为计量测量装置提供更准确的测量值，减少负荷大范围变化引起更换CT的工作。 　　（3）设计理念的革新 数字化变电站二次系统设计转向采集和执行单元面向设备的设计思想，根据一次系统配置，应用配置工具，引入“虚点、虚拟端子、虚拟变电站”等技术，实现二次系统的逻辑设计、测试和监视功能，在设备厂家全部配置、调试完成。全站信息一处采集，全网共享。录波、母差、接地选线、低频减载、五防等功能实现更容易。功能单元在硬件、软件上趋于简单化、标准化、装设就地化。 　　（4）变电站建设模式的变革 光缆取代电缆，更易于GIS设备集成；占地面积减少，土建工程量降低；二次回路简化，大幅减少铜质电缆用量；二次系统建设、调试免对线、对点；实现“最大化工厂工作量，最小化现场工作量”；过程层装置可在设备厂家调试完成，现场只进行光缆连接，现场工作简单且更有质量保证，减少建设、调试工程量，成倍缩短建设工期；建成后运维更简单。 　　（5）信息平台化处理 “高质量”信息数据“同步、全站、唯一、标准”，网络化信息平台共享。信号传输效率提高，各工作环节有效监控，提高了自动化水平，避免设备重复设置，简化设备构成，利于改造和扩建。 　　3.变电