鐘奇

摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機電一體化的發(fā)展使得電力系統(tǒng)的壓力越來越大，所以對電氣設(shè)備穩(wěn)定性與智能化的要求也越來越高，但是我國現(xiàn)存的變電站的系統(tǒng)存在著些許不足，已經(jīng)不能滿足當(dāng)前社會的電網(wǎng)的安全發(fā)展與市場的需求。本文對變電站向數(shù)字化變電站發(fā)展的趨勢進行研究，深入的了解其網(wǎng)絡(luò)通訊模式。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字化 變電站 網(wǎng)絡(luò)通信

隨著供電系統(tǒng)的快速發(fā)展以及電氣設(shè)備的廣泛應(yīng)用，變電站所承受的壓力越來越大，再加上現(xiàn)如今機電一體化的快速發(fā)展，對變電站的要求更高了一層，所以當(dāng)前時代下變電站的數(shù)字化是變電站發(fā)展的主要趨勢，也是滿足當(dāng)前電網(wǎng)發(fā)展需求的唯一途徑。

1 數(shù)字化變電站的特點

數(shù)字化變電站技術(shù)是我國變電站應(yīng)自動化技術(shù)要求的發(fā)展方向，國家電網(wǎng)公司已經(jīng)將數(shù)字化變電站技術(shù)列入了電網(wǎng)自動化技術(shù)的五大課題之中。數(shù)字化變電站技術(shù)有幾個主要的特征，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1.1 智能化的一次設(shè)備

數(shù)字化變電站改變了過去變電站中傳統(tǒng)的運用的電磁式的互感器，數(shù)字化變電站將光電式的互感器取代了電磁式的互感器，將過去的強電模擬信號改變成光電數(shù)字，其控制電纜也被光纖所代替。在一次設(shè)備被檢測出的信號回路與被控制的操作驅(qū)動的回路中都采用了微處理器與光電技術(shù)，在站內(nèi)外進行信息通訊的路線進行了智能化，簡化了常規(guī)的電式繼電器還有控制回路的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了一次設(shè)備的智能化。

1.2 網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備

變電站內(nèi)的二次設(shè)備是為了對一次設(shè)備進行監(jiān)察、保護、控制、測量、調(diào)節(jié)等等，例如繼電保護裝置、測量控制裝置、故障錄波裝置、防誤閉鎖裝置、電壓無功控制等等，這些在線監(jiān)測裝置全部都向標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的微處理機的設(shè)計制造靠攏，在設(shè)備之間的連接全部采用的是高速的網(wǎng)絡(luò)通信，就連通信連接的接口也都沒有了以往的重復(fù)接口，通過網(wǎng)絡(luò)真正的實現(xiàn)了資源共享、數(shù)據(jù)共存等，數(shù)字化的變電站二次設(shè)備的傳輸都是基于光纖網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的。

1.3 自動化的運行管理系統(tǒng)

變電站現(xiàn)存的運行管理系統(tǒng)已經(jīng)基本上具備了自動化的基礎(chǔ)，數(shù)字化變電站的應(yīng)用是在基本的自動化基礎(chǔ)之上優(yōu)化了光纖傳遞以及網(wǎng)絡(luò)通信的資源共享等功能，無論是網(wǎng)絡(luò)信息的傳遞還是二次設(shè)備的檢測，都可以實現(xiàn)系統(tǒng)自動執(zhí)行。

2 數(shù)字化變電站的通訊網(wǎng)絡(luò)的要求

（1）通信網(wǎng)絡(luò)的通信技術(shù)是變電站系統(tǒng)自動化的關(guān)鍵，它的主要任務(wù)就是針對變電站自動化系統(tǒng)內(nèi)部的信息交換以及其他系統(tǒng)之間的信息交流，所以網(wǎng)絡(luò)是通信的基礎(chǔ)，所以，一個安全、穩(wěn)定、高效的網(wǎng)絡(luò)通信對數(shù)字化的變電站的系統(tǒng)自動化有著非常重要的作用。

（2）在網(wǎng)絡(luò)通信的過程中對其性能的要求也有很高的要求，第一就是對網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性有一定的要求，電力生產(chǎn)的重要性就要求變電站中網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性達到一定的標(biāo)準(zhǔn)，首先要避免的就是變電站中設(shè)備的故障導(dǎo)致信息傳遞的中斷，隨著數(shù)字化變電站的發(fā)展，系統(tǒng)中的自動化技術(shù)會越來越依賴網(wǎng)絡(luò)通信，所以對通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性的要求越來越高。再一個就是通信網(wǎng)絡(luò)的開放性，變電站的功能與性質(zhì)決定了網(wǎng)絡(luò)通訊好還應(yīng)具備開放的功能，滿足站內(nèi)的設(shè)備連接以及向外擴展，并且還應(yīng)采用國際標(biāo)準(zhǔn)，方便用戶之間的系統(tǒng)連接。最后對通信網(wǎng)絡(luò)的實時性也有著很高的要求，系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)的監(jiān)控、命令的遙控、信號的傳遞等等都需要信息的實時傳送，并且在系統(tǒng)中倘若出現(xiàn)了故障就更需要傳遞大量的信息，所以這就要求變電站中通信網(wǎng)絡(luò)的實時性能夠滿足系統(tǒng)自動化的需要。

（3）變電站的系統(tǒng)運行中不僅僅對功能和性能有著嚴(yán)格的要求，對實施方法也有著較高的要求，首先是變電站中光纖的網(wǎng)絡(luò)化，主要是一次設(shè)備和二次設(shè)備之間都要實現(xiàn)數(shù)字化的光纖網(wǎng)絡(luò)化通信，主要是電氣的傳輸以及二次設(shè)備中的檢測、維護等等。再次就是變電站內(nèi)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化，統(tǒng)一的數(shù)據(jù)、信息、功能等模型，這種信息資源共享模式可以做到信息可以無縫銜接，還可以保證信息通信的可靠性、實時性，實現(xiàn)變電站內(nèi)設(shè)備的正常運行以及合理的監(jiān)測。其次就是一次設(shè)備的智能化，一次設(shè)備是參與生產(chǎn)、分配和輸送的電氣設(shè)備，在變電站系統(tǒng)的運行中有著非常重要的地位，數(shù)字化變電站的關(guān)鍵亦是一次設(shè)備的數(shù)字化、智能化。還有在戶外或者控制室內(nèi)的二次控制電纜應(yīng)該盡量的減少接線的占地面積，減少系統(tǒng)運行的成本。在對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行采集時，應(yīng)該就地采集，減少在信息傳輸過程中的不穩(wěn)定性，提高信息傳遞的效率。

3 數(shù)字化變電站的網(wǎng)絡(luò)通信模式

數(shù)字化變電站的網(wǎng)絡(luò)通信模式全都是建立在通信標(biāo)準(zhǔn)體系之上的，這個通信標(biāo)準(zhǔn)體系就是IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，IEC61850標(biāo)準(zhǔn)就是關(guān)于變電站的自動化技術(shù)的一個比較完整的標(biāo)準(zhǔn)體系，它是數(shù)字化變電站的理論基礎(chǔ)，同時也是構(gòu)建數(shù)字化變電站的技術(shù)依據(jù)。數(shù)字化技術(shù)在變電站中的應(yīng)用改變了變電站中各種系統(tǒng)的連接形式，根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部的連接形式的不同數(shù)字化變電站中的網(wǎng)絡(luò)通信模式可以分為三種模式：

3.1 點對點模式

點對點模式在數(shù)字化變電站中的使用使得系統(tǒng)運用中的保護數(shù)據(jù)測量與控制通信數(shù)據(jù)相分離，增加了防故障的強度，增加了整個系統(tǒng)的容量，這種模式在通信中的使用還為下一步的變換數(shù)據(jù)的過程總線做了充足的準(zhǔn)備。

3.2 過程總線模式

過程總線模式就是將通信系統(tǒng)中分離的控制與測量數(shù)據(jù)系統(tǒng)連接在一起，上文我們所提到的IEC61850標(biāo)準(zhǔn)就對這種模式做出了充分地考慮，這種模式的運用減少了通訊模塊的復(fù)雜性，比第一種點對點模式更為便捷，速度也比點對點模式更快。

3.3 點對點模式與過程總線模式的結(jié)合

點對點模式與過程總線模式各有其優(yōu)點，也都存在不足之處，所以想要通信模式更為優(yōu)化，便將這兩種模式結(jié)合起來，點對點模式與過程總線模式中都采用了以太網(wǎng)，在以太網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展基礎(chǔ)之上將變電的總線和過程總線連接在一起不會影響變電站內(nèi)的通信連接，這種統(tǒng)一總線可以做到信息的完全共享訪問與存儲方式也可以做到完全共享，在間隔層中的設(shè)備里只需要一個接口，這樣可以大大的減少設(shè)備間的維護與運行的費用。

4 結(jié)語

數(shù)字化的變電站是當(dāng)前社會的發(fā)展的需要，是科學(xué)技術(shù)進步的必然結(jié)果，而網(wǎng)絡(luò)通信是變電站技術(shù)中的核心技術(shù)。當(dāng)前社會的科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅猛，人們的各方面的需求也是在不斷地增加，按照當(dāng)前的社會科技的發(fā)展，變電站的數(shù)字化、自動化還有智能化都將在不久之后得以實現(xiàn)，這也是變電站技術(shù)的發(fā)展的必要趨勢。

作者單位

武進開放大學(xué) 江蘇省常州市 213149