数字化变电站设备的技术革新论

摘　要：随着全球的数字化技术革新全面推进，本文在梳理数字化变电站的技术特征的基础上，通过对数字化变电站设备的相关技术以及的IEC61850标准介绍，深入分析现代化变电站的的技术特点，提出了数字化变电站设备方面技术革新的方向，并对此进行进一步探析。

关键词：数字化；变电站设备；技术革新
　　变电站的工作效率和稳定性关系到电力系统的工作能力，在信息技术和电子科技的大趋势下，各行各业都在向数字化方向发展，对于关系到国计民生的电力行业，也要在管理上和技术上都能够有效的利用现代化科学技术。对于电力行业来说，变电站设备的数字化技术革新工作急待进行。数字化变电站的主要技术特征符合：（1）IEC61850的变电站通信网络和系统。（2）智能化一次设备。（3）网络化二次设备。（4）信息化运行管理系统。
1 基于IEC61850标准的数字化变电站设备
　　IEC61850作为数字化变电站的主要特征之一，是迄今为止最为完善的变电站自动化的通信标准，它也会在一定的发展过程之后成为所有电力系统的调度中心信息沟通和传递的标准，这一标准将作用于变电站、配电自动化等，而且在不久的将来还有可能成为网络通信数据平台的控制标准。其显著特点为：（1）使用面向对象建模技术；（2）使用分布、分层体系；（3）使用抽象通信服务接口（ACSI）、特殊通信服务映射SCSM技术；（4）使用MMS技术；（5）具有互操作性；（6）具有面向未来的、开放的体系结构。其中，数据建模技术部分是IEC61850标准的技术核心，并且为变电站信息管理自动化系统相关设计和运行提供新的方法和模式，成为技术革新的主要内容。它定义的逻辑设备、逻辑节点、数据对象、数据属性等标准模型元素为自动化系统和设备建模提供了依据。它不但定义了一般变电站数字管理系统工作时所需的绝大多数逻辑节点和数据对象类型，并且进行了相关功能的分类。另外，通过自我描述过程使数据的接收方得到的传输数据带有相关数据的自我说明，所以就不再需要对来往数据等信息进行标度转换工作等，为不同逻辑节点之间提供组合与通信功能。而且一个特定的功能可以通过一定的规则分解成为更详细的子功能。建模之后逻辑设备会一直驻留在系统中的实体设备中，再通过网络设备等进行传输，使得逻辑设备之间能够建立有效的通信来获取系统中其它所需的数据信息等，大大提高所在系统设备的接入能力以及扩展能力。
2 数字化变电站设备中与时钟同步相关的技术
　　目前的大部分数字化变电站中的时钟同步技术是都是变电站设备相关的重要技术，它主要包括：GPS同步技术、SNTP同步技术以及IEEE1588PTP网络精确时间同步协议。
　　具体来说，GPS同步技术在数字化变电站管理系统中应用的比较多，在系统中GPS 同步相关设备可以通过设备中的硬接线同时利用设备中的脉冲信号实时进行同步对时操作，它具有对时精确度高并且成本比较低的优点，同时与其相关的技术都已经很在研究和实践中比较成熟，但是它对于变电站站内部系统中的其他数字化设备以及系统对时方面兼容性较差，特别是在协议和接口方面。近年来，变电站内部二次硬接线部分已经被串行通信线取代，为此引入了简单网络时间协议（SNTP）作为网络对时协议。SNTP作为互联网上的网络时间协议的一个简化标准，它在一定会被构建在网络结构，它的对时精确度可以达到一定的等级， 它在广域网的内部可以将误差范围控制在10~100 ms。虽然在实际应用中NTP/SNTP网络应用已经比较成熟和方便，不过如果想要实现更高等级的精确度是很困难的。
　　2002年，IECTC57的第10工作组成功的引入了IEEE1588标准，并将它用于现代的数字化变电站内部的多种通信设备时钟同步系统。它在系统中定义了用于分布式测量和控制系统的精密时间协议，它的网络对时精确度可以达到非常高的的级别，达到了现代化变电站数字化设备对于对时系统的要求，并且可以以高精确度面向分布式网络进行对时，这样的精确度能够满足数字化变电站设备通信工作的时钟同步要求，在数字化变电站设备中具有的重要意义。
3 数字化变电站设备中状态监测系统的技术革新
　　在传统的数字化变电站对于一、二次设备的状态检测过程存在一定问题，现代化的数字化变电站应该建立一整套完整的设备状态监测系统来适应现代变电站的数字化建设进程，并且为变电站中所有设备的状态检测工作提供技术依据。
　　首先，要建立一个数字化的设备量测系统、一个数据通信网络以及一个数字化保护装置监测系统。并且还要将其和一次设备的状态监测系统融入一体，成为一个比较完整和全面的数字化变电站设备的状态监测系统。目前，对那些一次电气设备的状态监测技术的研究与实践已经比较深入，其监测系统的应用也已经非常全面。然而，对于二次设备的状态监测系统，数字化的监测系统以及数据网络研究的研究正在进行中。另外，设备状态检测与检修工作中一、二次设备的检测过程相互关联。综合以上因素，需要在变电站建立起完整的设备监测系统以适应设备工作的需要，同时为设备状态检修时的设备的停运操作提供技术依据。 
　　另外，目前，数字化变电站设备的供应商比较少，他们在产品应用方面明显经验不足，存在一些技术上的问题，因此，对于数字化变电站设备的监测系统一定要有助于设备运行的数据记录以及状态监视，在设备监测系统的内部要保证各类数字化设备运行正常、状况良好，如果存在问题能够及时准确的发现，并且能够提出有效的解决措施，促使数字化变电站中设备能够有序的运转，提高变电站以及电力行业的工作效率。 　　
参考文献：
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