《硅谷》杂志：数字化变电站与传统变电站的比较 |
| 2013-01-17 10:21 作者：王 玮 来源：硅谷网-《硅谷》杂志 HV： 编辑： 【搜索试试】
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据《硅谷》杂志2012年第21期刊文称，对于数字化变电站来说，通常采用智能化一次设备，其数字化的主要对象为变电站中的一、二次设备。通过网络这一高速平台作为基础保障，加上数字化信息来实现标准化，使站内外的信息实现共享和相互操作。通过网络数据这一基础，来探索测量监视、控制保护和信息管理等实现变电站现代化的自动化功能。近年来，数字化变电站的相关技术得到很大程度的发展，尝试对数字化和传统变电站进行比较，对数字化变电站的自动化和传统变电站本质进行浅析。
关键词：数字化；传统；变电站；区别比较
数字化的变电站，其由一次设备的智能化以及二次设备的网络化进行分层的构建。实现了变电站的电气设备间信息智能共享，以及相互操作的现代化的时代。
1存在于传统常规变电站自动化系统中的缺点
1）传统变电站自动化系统的结构相对复杂，其可靠性较低。在传统的变电站中，其二次设备、自动和远动装置等，大多数都采取了小规模的集成电路或者是电磁模式，自检功能缺乏，结构复杂，而且其可靠性极低。
2）配置采取固定的模式，灵活性低。在传统的变电站中，其二次设备多半是依赖足够多的电缆，再加以空触点的利用，以模拟信号为载体进行信息的交换，这样就造成信息量小，灵活性能较差的缺点，同时也无法实现其可靠安全性能。另外，改变接线较难，只稍稍的进行部分改动设计，需要更改的接线就非常之多。
3）配置相对来说较多，且占地面积大。传统的变电站，其较大的占地面积和大量电缆的使用，加重传统变电站的电压和电流互感器的负担，存在较多多余的冗繁二次配置。
4）远程控制力低。在传统变电站的远程监视能力方面，存在着严重的不足。其对总控制中心所提供的信息少，而且精度非常差，再加上变电站内部的自动调节以及控制的手段还不够全面，协调配合能力较低，不能实现电网实时监测，不能满足电网控制要求。
5）维护工作难度高，工作量大。电磁型，或者是小规模的集成电路，其调试和维护难度大，工作量大。其自动化不能够满足定值的远方修改，无法实现工作状态的检查。还有一些设备，极其容易受到周围环境的影响。
6）处理信息的速度和准确性能较差。传统的变电站，其监控系统依靠人实现，人作为监控系统核心，由于个人能力的局限性，难以保护之呢过信息的处理正确性及可靠性。
7）仪表和仪器等，存在着较大的误差。传统变电站监控系统所使用的仪表模拟式较多，这种将被测大小以改变指针机械位置来展现的模式，考虑到指针的位置与被测之间的对应关系误差的存在，加之人在观察中难以避免的误差，都降低了信息的准确性。
8）传统变电站的灯光和音响等，难以提供全面信息。传统变电站的事件发生，多半是由音响和灯光来展现的，但对经验的要求较高，需要通过经验才能去判断具体事件的信息。不利于事故的正确处理，不能全面去考核继电保护，以及自动装置动作。
9）不利于节约资源。传统变电站的监控系统的表计采用，其信号牌、指示灯等在运行中将耗费大量能量，其体积大也决定了其较大的控制面积。
2相对于传统变电站来说，数字化变电站的优势
1）便利性。在数字化变电站中，被检测的一次设备的信号回路，以及操作驱动回路的被控制全面采用光电技术和微处理器。以光来代替电，加强电磁的兼容特性。光电数字与光纤的采用，替换了传统强电模拟信号以及常规控制电缆。数字化变电站设备之间，采用了高速网络通信模式，其运行管理系统的高度自动化也得以实现，为运行管理提供了便利。
2）存在于数字化变电站的数字优势。
①由于数字化变电站的功能能够实现统一信息平台的共享，从而较大程度上避免了重复设备投入。在传统的变电站中，其装置和系统都是功能单一的、独立的，如监视、保护、控制和测量等，硬件的重复配置，信息不共享等，造成资金的浪费，成本的上涨。数字化变电站由于采用了统一传输，不同规约间的转换采取了巧妙的避免。原本二次系统装置较分散，这样一来就具备了信息集成，以及对功能的合理优化和整合。
②数字化的变电站有效地将设备的退出时间和次数进行了减少，将设备的可用性大大地提高了。
③数字化变电站将自动化设备的数量有效地减少了，实现了二次接线的简化，也实现了信息的自检，提高了可靠性。
④数字化变电站，其采用光纤，放弃了电缆的使用，具备了较强的电磁兼容性能，保证了信号的安全可靠。少量的光纤能够代替大量的电缆，将变电站内电缆的数量减少了，从而避免了电缆的电磁兼容、交直流的无碰撞以及两点的接地等等一些列问题。这样就大大提高了系统的安全可靠，将模拟信号转为数字信号，增加了在传输中的带宽以及信息量。
⑤设备间的互操作性，利于维护和更新设备，是投运时间减少，有效地提高了工作的效率。而常规变电站，一次和二次设备电缆的连接与调试，一般完成在现场后，进行调试的周期也比较长。在数字化变电站，一、二次设备在现场后，相关调试工作量极小，缩短了投运周期。
⑥有效地减少了中间的步骤和环节，将测量精度明显提升。数字化变电站电流以及电压的采集环节，数字化电气测量系统的采用，实现了无饱和，实现了无CT二次开路，最明显的例子是电式互感器。有效隔离了一、二次系统电气，提高了电气量测量精度，增大了测量范围。
3）存在于数字化变电站的经济优势。
①数字化变电站，实现了运行系统与其他系统间的信息资源共享，最大程度的减少了建设的重复现象，以及资金的投入量。
②缩小了必要的占地面积，减少了基建的一部分投资；降低了变电站在寿命周期内所需要的总体成本，这里包括初期建设和后期维护的成本。另外，简单易行的二次节点，使安装和维护的成本也得以节约。
③与传统变电站来说，数字变电站的造价是在一个档次内的。数字化设备和传输的采用，在电磁的干扰史上划了句号，从而也有效地预防了漏油和渗油，将安全和可靠性能提高了。所以说，其具有节约能源、保护环境以及节约成本的优势。
3存在于数字化变电站中的问题
1）数字化变电站的间隔层，于一个体系中成为一个重要环节，不再是独立体系。这样一来，增大了对过程层设备以及相关的网络设备的依赖程度，而且很大程度上依赖于光纤网络通信的可靠性。网络若出现故障，变电站所有的保护及控制的相关功能会失效，引发严重后果。要求网络设备要具备极高的可靠性，含有间隔层保护、检测和控制等装置设备。
2）研究并采用更加晚上的闭锁机制来实现保护和控制功能。网络对跳合闸命令发送的实现，难以完全保证在非法入侵时的信息安全，存在较大的安全隐患。其中至关重要的就是枢纽变电站，尤其不能出现半点差池。信息安全性，直接决定了变电站系统可靠性如何，系统复杂，则通信频繁，信息的安全性和可靠性的重要之处就凸现出来。IEC61850协议，其开放性和标准性，也对电力系统的安全带来了威胁。尤其要保证二次系统中，相关信息的完整性及确定性，考虑并采用二次系统安全防护的措施，适应变电站信息安全防护的要求。另外，我们要结合电力系统相关的运行特征，以安全标准为根本要求和最终的目的，制定安全防护的相关策略，参考闭环网络和只读访问，密码和防火墙等等。最后，也要充分地考虑到对系统性能，以及宽带网络的影响。
3）鉴于电子式互感器的自身结构以及工作方式，直接或间接地致使难以进行互感器角差、比差的现场试验，更可能无法开展极性的相关试验，待到设备投运带电状态之后，才可以对接线准确性进行相关检验。
4）考虑到数字化变电站，其保护和校验都比较复杂，而在变电站的运行状态下，想要检验部分间隔保护的难度极大，所以，在目前不能提供所需的数字化保护电流量和电压量，常规继电保护的校验装置满足此需要。由于电流量和电压量想要进入保护装置，必须经过合并器，试验的完成也需要自带合并器。所以，母差保护这一类保护校验的完成，需要大量电流和电压量，难度系数很大。
4总结
在电能质量以及可靠性运行的水平等方面，数字化变电站所拥有的优势是传统变电站无法比拟的。很快，就会实现综合自动化以及数字化变电站的普及，考虑到数字化变电站的建设过程中，涉及了较多的部门，高技术含量，以及大量的资金等等，在普及的过程中会有很多预见性或不可预见的问题存在。必须从设计、施工和监理等每一个环节都加强管理力度，对各部门的关系进行积极协调，不断地总结经验，定期培训，加大标准化建设的力度，按照高要求和标准化等来提高电网的安全性能。
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