摘要：從數(shù)字變電站技術(shù)在電力企業(yè)變電站的應(yīng)用現(xiàn)狀出發(fā)，分析了數(shù)字變電站技術(shù)的主要優(yōu)勢和電力企業(yè)變電站的數(shù)字改進(jìn)路徑，闡述了電力企業(yè)數(shù)字變電站技術(shù)的發(fā)展方向，為電力企業(yè)變電站的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供理論支持。

關(guān)鍵詞：數(shù)字變電站；電力企業(yè)；變電站；應(yīng)用

引言

電力企業(yè)在生產(chǎn)過程中需要使用大量的電力設(shè)備，電力設(shè)備的應(yīng)用對電力企業(yè)的安全穩(wěn)定生產(chǎn)至關(guān)重要。同時，與電力設(shè)備相匹配的是，電力設(shè)備對電力企業(yè)電網(wǎng)的供電和調(diào)度有很高的要求。過去電力企業(yè)變電站自動化水平不高，電力保護(hù)設(shè)施短板大，不同電力設(shè)備配合不暢，極大地影響了電力企業(yè)的生產(chǎn)效率。隨著我國電力系統(tǒng)整體技術(shù)的進(jìn)步和完善，借助計(jì)算機(jī)輔助和自動控制設(shè)備，電力企業(yè)變電站可以實(shí)現(xiàn)電力的數(shù)字化建設(shè)，為電力企業(yè)穩(wěn)定有效地生產(chǎn)電力供應(yīng)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本文簡要分析了數(shù)字變電站技術(shù)在電力企業(yè)變電站中的應(yīng)用。

1數(shù)字變電站技術(shù)在電力企業(yè)變電站中的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1電力企業(yè)變電站發(fā)展現(xiàn)狀

在當(dāng)前電力企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境中，大多數(shù)電力企業(yè)，特別是中小型電力企業(yè)，仍處于傳統(tǒng)變電站設(shè)備階段，主要由一次設(shè)備和二次設(shè)備組成。一次性設(shè)備的主要部件包括變壓器、斷路器和隔斷裝置。電力企業(yè)變電站不同設(shè)備之間的連接主要通過電纜、連接控制設(shè)備和一次性設(shè)備。這種信號傳輸方式對電力控制影響很大，設(shè)備反射時間長，設(shè)備功能擴(kuò)展性不強(qiáng)，整體運(yùn)行維護(hù)成本高。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電力設(shè)備也經(jīng)歷了更新?；ジ性O(shè)備的應(yīng)用和智能斷路器的應(yīng)用為數(shù)字變電站技術(shù)的產(chǎn)生提供了基本條件。變電站之間的電壓控制可以通過智能設(shè)備進(jìn)行自動控制，為電力企業(yè)變電站的智能化、自動化轉(zhuǎn)型提供了有力的支持。二次設(shè)備主要由測量設(shè)備和保護(hù)裝置組成。電力企業(yè)變電站數(shù)字化成立后，可將電力控制與保護(hù)有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備的電信號控制，提高設(shè)備的響應(yīng)速度和安全性。

1.2數(shù)字變電站技術(shù)要點(diǎn)

從數(shù)字變電站技術(shù)在電力企業(yè)變電站中的應(yīng)用來看，一方面，數(shù)字變電站在提高電力企業(yè)電網(wǎng)管理能力和配電效率方面發(fā)揮了重要作用。數(shù)字技術(shù)在電力企業(yè)變電站中的應(yīng)用對提高變電站的綜合效率起著重要的作用。因此，在電力企業(yè)變電站改造升級中，要注意數(shù)字軟硬件系統(tǒng)的綜合應(yīng)用，結(jié)合電力企業(yè)生產(chǎn)用電需求和電網(wǎng)設(shè)置的實(shí)際情況，做好改造過程記錄，增強(qiáng)數(shù)字智能設(shè)備的應(yīng)用數(shù)量，確保電力企業(yè)電網(wǎng)始終在安全可靠的范圍內(nèi)運(yùn)行。另一方面，在電力企業(yè)變電站的控制模式上，與傳統(tǒng)的人工方式相比，數(shù)字變電站技術(shù)可以在計(jì)算機(jī)的控制下，利用各種智能終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)線路自動調(diào)整，減少電力企業(yè)變電站對人工的依賴，大大提高變電效率。

1.3電力企業(yè)變電站數(shù)字化發(fā)展基礎(chǔ)

在國內(nèi)電力企業(yè)的生產(chǎn)中，變電站正逐步向數(shù)字化轉(zhuǎn)型，電力企業(yè)電網(wǎng)改造設(shè)備的智能化迅速普及。在電力企業(yè)變電站使用的數(shù)字變電站技術(shù)中，混合光纖電流、通過組合開關(guān)電器等具有代表性。電力企業(yè)變電站投入智能設(shè)備的數(shù)量和質(zhì)量是保證數(shù)字化轉(zhuǎn)型成功的關(guān)鍵。電力企業(yè)變電站智能設(shè)備需要采用相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在統(tǒng)一的技術(shù)框架下串聯(lián)電力設(shè)施。IEC61850通信協(xié)議為數(shù)字變電站建設(shè)提供了有效的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對變電站的數(shù)字化建設(shè)具有重要的指導(dǎo)價值。支持電力企業(yè)變電站數(shù)字化改造的IEC61850通信協(xié)議主要由變電站層、間隔層和過程層組成(圖1)。數(shù)字變電站技術(shù)在電力企業(yè)變電站的應(yīng)用可以有效降低人為因素對電力企業(yè)生產(chǎn)供電的影響，降低電力企業(yè)電力工作人員的工作壓力，加強(qiáng)電力企業(yè)對電力能源的控制，使電力企業(yè)的電力調(diào)度保持在較高水平，提高電力利用率。

2數(shù)字變電技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)

與數(shù)字變電站技術(shù)相比，電力企業(yè)傳統(tǒng)變電站應(yīng)用技術(shù)缺陷較大，特別是電力安全和供電穩(wěn)定性明顯不足，如涉及電力設(shè)備調(diào)整，供電網(wǎng)絡(luò)調(diào)整靈活性較大，不能滿足電力企業(yè)挖掘設(shè)備的電力需求，導(dǎo)致電力企業(yè)電力供應(yīng)效率較低。在電力企業(yè)變電站數(shù)字化發(fā)展過程中，具有明顯的特點(diǎn)。電磁保護(hù)裝置從簡單的計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程保護(hù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)集成自動保護(hù)。在不斷的設(shè)備更新中，電力企業(yè)變電站逐漸實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的數(shù)字化，具體體現(xiàn)在一次設(shè)備的智能化改進(jìn)和二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化水平的提高上。兩種設(shè)備通過計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對電力線路的有效控制，提高了電力網(wǎng)絡(luò)的自動化程度。電力企業(yè)變電站實(shí)現(xiàn)數(shù)字化改造的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：

電子互感器終端裝置性能優(yōu)異，安裝維護(hù)性能好，絕緣性能好。與傳統(tǒng)互感器相比，CT動態(tài)范圍更廣，無磁飽現(xiàn)象。與傳統(tǒng)互感器相比，它的使用性能有了很大的提高。

廣泛應(yīng)用于數(shù)字變電站的功能開關(guān)裝置可以實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)供電網(wǎng)絡(luò)信號的數(shù)字控制，定性提高信號傳輸效率和反射速度，有效實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備與其他電氣設(shè)備之間的電纜數(shù)量，降低電網(wǎng)維護(hù)和施工成本。

在傳統(tǒng)電力企業(yè)變電站建設(shè)中，通常使用各種規(guī)定的電氣設(shè)備，導(dǎo)致不同廠家與不同型號設(shè)備的配合程度低，系統(tǒng)和諧性差。在實(shí)際使用過程中，會出現(xiàn)設(shè)備連接故障，不僅會降低電力傳輸效率，還會導(dǎo)致供電系統(tǒng)故障，導(dǎo)致電力企業(yè)生產(chǎn)停滯。數(shù)字變電站設(shè)備的應(yīng)用采用標(biāo)準(zhǔn)的IEC61850通信協(xié)議，可以在更大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的有效連接，具有更大的設(shè)備延展性，必要時可以有效升級設(shè)備。

在IEC61850通信協(xié)議的應(yīng)用中，通過數(shù)字設(shè)備通信功能，可以實(shí)現(xiàn)變電站的連鎖邏輯，不再依賴交換設(shè)備，變電站設(shè)備的整體可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)電力企業(yè)變電站。

3電力企業(yè)變電站數(shù)字化改進(jìn)路徑

目前，電力企業(yè)變電站數(shù)字化改進(jìn)一般有三種方案。一是利用IEC61850通信協(xié)議對傳統(tǒng)電力企業(yè)變電站進(jìn)行數(shù)字化改造，建設(shè)過渡性變電站，初步實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)智能化；二是建設(shè)基于IEC61850通信協(xié)議的實(shí)用電力企業(yè)數(shù)字化變電站；三是從建設(shè)之初就充分利用智能設(shè)備建設(shè)的全數(shù)字化變電站。由于我國一次性電網(wǎng)設(shè)備的技術(shù)探索和積累程度較低，后一種方案可用于新電力企業(yè)變電站的建設(shè)，大大提高了電力企業(yè)變電站的數(shù)字化水平。此外，傳統(tǒng)變電站設(shè)備可以數(shù)字化改造升級，節(jié)約電力企業(yè)數(shù)字電網(wǎng)建設(shè)成本，利用IEC61850通信協(xié)議串聯(lián)整合設(shè)備，實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)變電站數(shù)字化改造。這種過渡性數(shù)字變電站主要通過IEC61850通信協(xié)議連接，相關(guān)智能電力設(shè)備只要支持協(xié)議即可連接到數(shù)字變電站網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)智能控制。

在這個系統(tǒng)中，數(shù)字電力設(shè)備具有良好的系統(tǒng)兼容性，支持IEC61850通信協(xié)議，可以通過接口功能升級變電站系統(tǒng)，軟件升級可以有效降低電力企業(yè)變電站的維護(hù)成本，使變電站系統(tǒng)更適合電力企業(yè)的生產(chǎn)。在電力企業(yè)變電站的二次電路中，繼電器裝置可以通過編程進(jìn)行升級，所有設(shè)備都可以通過光纖與控制系統(tǒng)連接，優(yōu)化控制系統(tǒng)的電路設(shè)置。過渡階段的電力設(shè)備需要滿足支持IEC61850通信協(xié)議的要求，設(shè)備信息可以通過工業(yè)以太網(wǎng)傳輸。如果設(shè)備只能支持IEC61850通信協(xié)議，則可以通過工業(yè)以太網(wǎng)直接連接。如果智能設(shè)備不能有效地與IEC61850通信協(xié)議連接，則需要通過相關(guān)的轉(zhuǎn)換設(shè)備進(jìn)行連接和轉(zhuǎn)換，然后通過工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)連接。

4安科瑞AcrelCloud-1000變電站運(yùn)維云平臺

4.1概述

基于互聯(lián)網(wǎng)＋、大數(shù)據(jù)、移動通信技術(shù)開發(fā)云管理平臺，滿足用戶或運(yùn)維公司監(jiān)控多個變電站電路運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)、室內(nèi)環(huán)境溫濕度、電纜及母線運(yùn)行溫度、現(xiàn)場設(shè)備或環(huán)境視頻場景，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心、集中存儲、統(tǒng)一管理、使用方便，通過電腦、手機(jī)、PAD等終端鏈接支持用戶訪問、接收報警，完成相關(guān)設(shè)備的日常和定期檢查和訂單管理。

4.2應(yīng)用場所

適用于電信、金融、交通、能源、醫(yī)療衛(wèi)生、文化體育、教育科研、農(nóng)林水利、商業(yè)服務(wù)、公用事業(yè)等行業(yè)配電運(yùn)維體系的新建、擴(kuò)建和改造。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)可分為四層：感知層、傳輸層、應(yīng)用層和顯示層。

4.4系統(tǒng)功能

用能月報；現(xiàn)場監(jiān)控；變壓器狀態(tài)；運(yùn)行維護(hù)；配電圖；視頻監(jiān)控；電力運(yùn)行報告；報警信息；任務(wù)管理；用戶報告；APP監(jiān)控

4.5系統(tǒng)硬件配置

5結(jié)束語

綜上所述，在現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型發(fā)展中，電力企業(yè)需要更新生產(chǎn)設(shè)備和組織模式。其中，生產(chǎn)設(shè)備的現(xiàn)代化改造首先要注意變電站的數(shù)字化建設(shè)。電力企業(yè)變電站數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用是我國電力企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型的重要組成部分。做好數(shù)字化變電站建設(shè)，有助于電力企業(yè)進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，提高電網(wǎng)供電穩(wěn)定性，確保電力企業(yè)穩(wěn)定生產(chǎn)。電力企業(yè)變電站是電力企業(yè)生產(chǎn)的能源樞紐。隨著我國電力技術(shù)的不斷進(jìn)步，電力企業(yè)變電站的數(shù)字化轉(zhuǎn)型將是未來電力企業(yè)電力改革的大趨勢。電力企業(yè)電力企業(yè)在對變電站進(jìn)行數(shù)字化改造的同時，需要綜合考慮電力企業(yè)的用電需求和轉(zhuǎn)型模式，根據(jù)技術(shù)成熟度選擇合適的電力企業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)型模式，通過安裝智能電力設(shè)備，逐步實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)變電站的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，穩(wěn)步推進(jìn)電力企業(yè)變電站的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

參考文獻(xiàn)

[1]饒獻(xiàn)文.數(shù)字化變電站技術(shù)在煤礦變電所的應(yīng)用[J].煤炭與化工,2017，40（7）：119- 120+123.

[2]胡大凱.電力企業(yè)數(shù)字化變電站技術(shù)研究與應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（17）：85.

[3]郝歡歡.煤礦變電所中數(shù)字化變電站技術(shù)的研究及應(yīng)用分析[J].能源技術(shù)與管理，2019.44（2）：179-181.

[4]董智勇. 數(shù)字化變電站技術(shù)在電力企業(yè)變電所的應(yīng)用.

[5]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用設(shè)計(jì),2022,05版.