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行业报道

数字化变电站将取代常规变电站

2009.03.27

数字化变电站技术是变电站自动化技术发展中具有里程碑意义的一次变革,对变电站自动化系统的各方面将产生深远的影响。数字化变电站三个主要的特征就是“一次设备智能化,二次设备网络化,符合IEC61850标准”,即数字化变电站内的信息全部做到数字化,信息传递实现网络化,通信模型达到标准化,使各种设备和功能共享统一的信息平台。这使得数字化变电站在系统可靠性、经济性、维护简便性方面均比常规变电站有大幅度提升。

我国微机保护在原理和技术上已相当成熟,常规变电站发生事故的主要原因在于电缆老化接地造成误动、CT特性恶化和特性不一致引起故障、季节性切换压板易出错等。这些问题在数字化变电站中都能得到根本性的解决。

数字化变电站中采用电子式互感器根本性地解决了CT动态范围小及饱和问题,从源头保证了保护的可靠性。信息传递全部采用光纤网络后,二次回路设计极大简化,保护压板、按钮和把手大大减少,显著减少运行维护人员的“三误”事故,光纤的应用也彻底解决了电缆老化问题,系统可靠性得到充分保障。

除此之外,数字化变电站中IEC61850所支持的互操作性,把用户从不同制造商设备互联困难的限制中解脱出来,提高了变电站选择产品的自由度。不仅如此,通用的配置方式提高了用户对设备的驾驭能力,即使某些设备的供应商出现问题,该产品仍可与其它设备组织在统一系统中,从而保护了变电站投资。标准化的信息模型实现了变电站信息共享,原先必须由IED实现的某些保护功能可以由一个软件模块来实现了,如母线保护、备自投等,设备的减少同时减少了变电站的占地面积,节约了大量成本,而且提高了可靠性。二次回路设计简化,接线大大减少,显著降低了安装、调试、维护工作量,把维护人员从繁杂的布线核查中解脱出来。数字化变电站中实现了信息共享,设备提供了更丰富的状态监测信息,根据这些信息可实现更智能化的维护工作,包括故障诊断和定位,维护更简便。电缆的显著减少也节约了大量的投资。这些方面节约的资金足以抵消网络投资的增加。虽然总投资与常规变电站相仿,但数字化变电站的性价比大大提高了。

 数字化变电站技术发展现状和趋势

 以往制约数字化变电站发展的主要是IEC61850的应用不成熟,智能化一次设备技术不成熟,网络安全性存在一定隐患。但2005年国网通信中心组织的IEC61850互操作试验极大推动了IEC61850在数字化变电站中的研究与应用。目前IEC61850技术在变电站层和间隔层的技术已经成熟,间隔层与过程层通信的技术在大量运行站积累的基础上正逐渐成熟。

 这几年国内智能化一次设备产品质量提升非常快,从一些试运行站的近期反馈情况可以看出,智能化一次设备已经从初期的不稳定达到了基本满足现场应用的水平。工业以太网是随着微机保护开始应用于电力系统的,更是成为近几年的变电站自动化系统的主流通信方式。在大量的工程实践证明站控层与间隔层之间的以太网通信的可靠性不存在任何问题。而间隔层与过程层的通信对实时性、可靠性提出了更高的要求,但通过近两年的研究与实践,这一难点问题也已经解决。可以说原来制约数字化变电站发展的因素目前已经得到逐一排除。

 同时我们必须看到,虽然数字化变电站技术已经基本达到了满足工程化应用的水平,但在技术上尚存很多待改进的空间,对于运行规程方面带来的变化也有待于进一步研究及积累经验,因此近两年内仍将是数字化变电站试运行积累经验的阶段。

 目前,国网公司、用户、设备制造商都在积极努力地推动着数字化变电站的发展,由此可以预见,三、四年以后成熟的数字化变电站将完全具备取代常规变电站所需的条件。


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