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實現統一數據平台下的互操作——數字化變電站隻是第一步

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 14:17:17 來源:流程工業

  chuantongdedianwangzhuyaozhuzhongdeshixinxihuachuanshu,shuzihuabiandianzhanhuoshuzidianwangzhuzhongdeshishixianxinxidewangluojiaohu,ershengjihoudezhinengdianwangzegengjiazhuzhongxinxidehuhuanhuyongyijigongnengdezhinenghuayingyong。queqiedishuo,zhinenghuadianwangshizaiwangluoxinxijiaohugongxiangdejichushangshixianxinxihuyong,這需要建立電力企業的大信息平台,並在此基礎上逐步實現智能電網所要求的諸多強大功能。

  數字化變電站技術

  數字化變電站技術是變電站自動化技術發展中具有裏程碑意義的一次變革,其主要特征是“一次設備智能化,二次設備網絡化,符合IEC61850標準”,jishuzihuabiandianzhanneidexinxiquanbuzuodaoshuzihua,xinxichuandishixianwangluohua,tongxinmoxingdadaobiaozhunhua,shigezhongshebeihegongnenggongxiangtongyidexinxipingtai。zheshideshuzihuabiandianzhanzaixitongkekaoxing、經濟性、維護簡便性方麵均比常規變電站有大幅度提升。

  智能電網的發展

  智能電網就是將先進的傳感測量技術、信息技術、通信技術、計算機技術、自動控製技術和原有的輸、配電基礎設施高度集成而形成的新型電網,它具有提高能源效率,減小對環境的影響、提高供電的安全性和可靠性,減少電網的電能損耗,實現與用戶間的互動和為用戶提供增值服務等多個優點。

  既然是智能電網,其重點就在智能化上。智能化主要體現在以下幾方麵:可觀測——采用先進的量測、傳感技術;可控製——對觀測狀態進行有效控製;嵌入式自主的處理技術;實時分析——數據到信息的提升;自適應和自愈等。智能電網主要具有堅強、自愈、兼容、經濟、集成和優化等特征。

  中國要打造的堅強智能電網是以特高壓電網為骨幹網架,通過先進的設備技術和控製方法,實現安全、高效運行的電網。它既可以減少長距離輸電的損耗,也有利於風電、太陽能發電等間歇性能源的並網利用。

  目前,對於中國的智能電網已經在研究和實踐上取得不少進展。在大電網安全穩定控製上,對數字化電網、數字化變電站、電網調度可視化進行了大量研究和實踐。在輸電領域,許多指標達到國際先進水平,包括網域測量技術、傳感器技術和量測技術,這些是電網調度基礎,已經有700多套相量測量裝置安裝在電網,排國際第一位。數字化變電站建設上,已有70多座變電站投入運行,華東電網走在了前麵。

  數字化變電站技術特點

  數字化變電站有3個ge技ji術shu特te點dian。首shou先xian是shi一yi次ci設she備bei的de智zhi能neng化hua。一yi次ci設she備bei中zhong被bei檢jian測ce的de信xin號hao回hui路lu和he被bei控kong製zhi的de操cao作zuo驅qu動dong回hui路lu都dou采cai用yong微wei處chu理li器qi和he光guang電dian技ji術shu的de設she計ji,這zhe使shi常chang規gui機ji電dian式shi繼ji電dian器qi及ji控kong製zhi回hui路lu的de結jie構gou簡jian化hua了le,傳chuan統tong的de導dao線xian連lian接jie被bei數shu字zi程cheng控kong器qi及ji數shu字zi公gong共gong信xin號hao網wang絡luo所suo取qu代dai。可ke編bian程cheng控kong製zhi器qi代dai替ti了le變bian電dian站zhan二er次ci回hui路lu中zhong常chang規gui的de繼ji電dian器qi和he其qi邏luo輯ji回hui路lu,常chang規gui的de強qiang電dian模mo擬ni信xin號hao和he控kong製zhi電dian纜lan被bei光guang電dian數shu字zi和he光guang纖xian代dai替ti。尤you其qi是shi電dian子zi式shi互hu感gan器qi的de應ying用yong,克ke服fu了le傳chuan統tong互hu感gan器qi絕jue緣yuan複fu雜za、體積大且笨重的缺點。

  其次是二次設備的網絡化。變電站中常規的二次設備:故障錄波裝置、繼電保護裝置、電壓無功控製、遠動裝置、同期操作裝置和在線狀態檢測裝置等,都是基於標準化、模塊化的微處理機技術而設計製造,設備之間的通信連接全部采用高速的網絡,二次設備通過網絡真正地實現了數據、資源的共享。

  另外就是自動運行的管理係統。變電站運行管理係統的自動化包括電力生產運行數據和狀態記錄統計無紙化、自動化;變電站運行發生故障時,能夠及時地提供故障分析報告,指出故障原因及相應的處理意見;係統能自動發出變電站設備檢修報告。

  要(yao)想(xiang)在(zai)變(bian)電(dian)站(zhan)內(nei)一(yi)次(ci)電(dian)氣(qi)設(she)備(bei)與(yu)二(er)次(ci)電(dian)子(zi)裝(zhuang)置(zhi)均(jun)實(shi)現(xian)數(shu)字(zi)化(hua)通(tong)信(xin),並(bing)具(ju)有(you)全(quan)站(zhan)統(tong)一(yi)的(de)數(shu)據(ju)建(jian)模(mo)及(ji)數(shu)據(ju)通(tong)信(xin)平(ping)台(tai),在(zai)此(ci)平(ping)台(tai)的(de)基(ji)礎(chu)上(shang)實(shi)現(xian)智(zhi)能(neng)裝(zhuang)置(zhi)之(zhi)間(jian)的(de)互(hu)操(cao)作(zuo)性(xing)。在(zai)一(yi)、二er次ci設she備bei之zhi間jian要yao實shi現xian全quan數shu字zi化hua通tong信xin,如ru果guo變bian電dian站zhan內nei智zhi能neng裝zhuang置zhi的de數shu量liang急ji劇ju增zeng加jia,全quan站zhan智zhi能neng裝zhuang置zhi必bi須xu采cai用yong統tong一yi的de數shu據ju建jian模mo及ji數shu據ju通tong信xin平ping台tai,才cai能neng實shi現xian互hu操cao作zuo性xing。

  dangqiandeshuzihuabiandianzhancongjishushanglaishuo,qituchuchengjiuzhishishixianlebiandianzhanxinxideshuzicaijihewangluojiaohu,haowuyiwen,duiyuzhinengbiandianzhanlaishuoshiyuanyuanbugoude,yincishuo,shuzihuabiandianzhanzuoweiercixitongfazhandeyigejieduan,zaijishushanghaicunzaiyouhendadejishutishengkongjian。

  IEC61850通信協議

  數字化變電站是由智能化一次設備、網絡化二次設備在IEC61850tongxinxieyijichushangfencenggoujian,nenggoushixianzhinengshebeijianxinxigongxianghehucaozuodexiandaihuabiandianzhan。yuchangguibiandianzhanxiangbi,shuzihuabiandianzhanjiangecenghezhankongcengdeshebeijiwangluojiekouzhishijiekouhetongxinmoxingfashenglejiaoxiaodebianhua,erguochengcengquefashenglejiaodadegaibian,youchuantongdedianliu、電壓互感器、一次設備以及一次設備與二次設備之間的電纜連接,逐步改變為電子式互感器、智能化一次設備、合並單元和光纖連接等內容。

  IEC61850將數字化變電站分為過程層、間隔層和站控層,各層內部及各層之間采用高速網絡通信。整個係統的通信網絡可以分為:站控層和間隔層之間的間隔層通信網,以及間隔層和過程層之間的過程層通信網。

  站控層通信全麵采用IEC61850標準,監控後台、遠動通信管理機和保護信息子站均可直接接入IEC61850裝置。同時提供了完備的IEC61850工程工具,用以生成符合IEC61850-6規範的SCL文件,可在不同廠家的工程工具之間進行數據信息交互。

  間隔層通信網采用星型網絡架構,在該網絡上同時實現跨間隔的橫向聯鎖功能。110kV及以下電壓等級的變電站自動化係統可采用單以太網,110kV以上電壓等級的變電站自動化係統需采用雙以太網。網絡采用IEC61850國際標準進行通信,非IEC61850guiyuedeshebeixujingguiyuezhuanhuanhoujieru。kaolvdaochuanshujulihekangganraoyaoqiu,gejidianxiaoshiyuzhukongshizhijianyingcaiyongguangxiantongxin,erzaigexiaoshineibushebeizhijiandetongxinzekecaiyongpingbishuangjiaoxian。

  數字化隻是第一步

  數(shu)字(zi)化(hua)變(bian)電(dian)站(zhan)是(shi)目(mu)前(qian)提(ti)出(chu)的(de)智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)的(de)基(ji)礎(chu),智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)是(shi)更(geng)高(gao)一(yi)級(ji)的(de)應(ying)用(yong)。數(shu)字(zi)化(hua)變(bian)電(dian)站(zhan)要(yao)實(shi)現(xian)信(xin)息(xi)的(de)大(da)量(liang)集(ji)中(zhong),避(bi)免(mian)重(zhong)複(fu)建(jian)設(she),這(zhe)些(xie)資(zi)源(yuan)和(he)信(xin)息(xi)怎(zen)麼(me)進(jin)一(yi)步(bu)的(de)應(ying)用(yong),便(bian)是(shi)智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)下(xia)一(yi)步(bu)要(yao)解(jie)決(jue)的(de)問(wen)題(ti)。數(shu)字(zi)化(hua)變(bian)電(dian)站(zhan)是(shi)要(yao)求(qiu)信(xin)息(xi)用(yong)統(tong)一(yi)的(de)規(gui)約(yue)去(qu)達(da)到(dao)互(hu)聯(lian)、互通和互操作的目標,這個信息會延伸出更多的效益,減少工作人員的運行維護,提高工作效率。

  數字化變電站作為智能變電站的初級階段,兩者在應用中存在著很大差距。要達到國家電網公司提出的信息化、數字化、自(zi)動(dong)化(hua)和(he)互(hu)動(dong)化(hua)智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)目(mu)標(biao),現(xian)階(jie)段(duan)的(de)數(shu)字(zi)化(hua)變(bian)電(dian)站(zhan)仍(reng)需(xu)要(yao)提(ti)升(sheng)更(geng)優(you)化(hua)的(de)功(gong)能(neng)。而(er)智(zhi)能(neng)變(bian)電(dian)站(zhan)與(yu)智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)是(shi)相(xiang)匹(pi)配(pei)的(de),現(xian)在(zai)的(de)數(shu)字(zi)化(hua)變(bian)電(dian)站(zhan)隻(zhi)是(shi)具(ju)備(bei)了(le)智(zhi)能(neng)變(bian)電(dian)站(zhan)的(de)一(yi)些(xie)基(ji)本(ben)條(tiao)件(jian)。

  對於國家提出的“2020年建設堅強的智能電網”,業內人士認為不太樂觀,“一次設備的智能化就算從現在開始,至少也要3~5年才會出現比較成熟的技術,在試點運行中,還需要不斷改進,這個過程也要2~3年的時間。一個產品從研發到成熟再到工業應用需要5~8年,同時新設備的出現不可能一夜之間就能把老的全部拆掉,還需要循序漸進的逐年更換。”目mu前qian,一yi次ci設she備bei中zhong隻zhi有you互hu感gan器qi有you一yi些xie突tu破po,並bing已yi投tou入ru運yun行xing,然ran而er現xian在zai運yun用yong的de電dian子zi互hu感gan器qi屬shu於yu電dian子zi式shi設she備bei,對dui運yun行xing環huan境jing的de要yao求qiu也ye較jiao苛ke刻ke,在zai一yi次ci設she備bei的de惡e劣lie環huan境jing中zhong,電dian磁ci幹gan擾rao以yi及ji環huan境jing影ying響xiang,對dui壽shou命ming和he運yun行xing穩wen定ding性xing都dou是shi嚴yan峻jun考kao驗yan。

  xianzaishuzihuabiandianzhanchuyukejixiangmuhuozheshidianjieduan,gedadianwanggongsihaimeiyoudamianjituiguang,tebieshiyicishebeizhinenghuadeshixiandoumeiyounayigegongsibatazuoweiqiangzhixingzhengcequshishi。erdianlixitongshiyigehenbaoshoudexingye,gengzhuzhongdeshianquanxinghekekaoxing,xinjishudeshiyongdaolejuececeng,yaomanmanxiaohuajieshou,dengdaigengchengshudejishuhechanpinchuxiancaihuizhubutuiguang。xianzainanfangdianwangzaishuzihuabiandianzhandejianshefangmianzhuyaopianzhongercishebeiwangluohuadejianshe,ruxinjiandebiandianzhan,zaijiangeceng/變電站層等二次設備上麵做一些嚐試,電子式互感器的大規模推廣仍然有待時日。

  

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