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【摘 要】随着科学技术的不断发展，数字化技术已经逐渐在各个领域与行业得到了推广与应用。而在电力行业中，变电站作为电力系统的关键部分，也逐渐开始进行数字化的研究与改造。本文中，笔者将就变电站数字化改造的相关问题进行简要阐述。
【关键词】变电站；数字化改造；技术特点；系统结构
【中图分类号】TU9
变电站是国家电网的重要节点，其技术水平高低直接关系到国家电网的安全运营与投产效益成果。因此，近年来关于常规变电站的数字化技术改造无疑成为了该领域中的热议性焦点问题。与此同时，目前变电站的自动化水平技术、智能化技术发展的强劲发展趋势也说明了变电站数字化技术改造所具备的前景非常广阔。数字化变电站的应用所具备的保障成效、精度控制、设备操作便利性与效率性都较高，能够为设备维护与技术升级提供应用优势。因此，将传统变电站改造为数字化变电站将是必然趋势。
1、对变电站进行数字化改造的重要性和必要性
1.1我国变电站现状
在我国电力网络中，变电站是非常重要的节点，其主要功能是利用自身的一次设备和电网路线完成输变电操作。不过一次设备并不能自身实施监管和保护工作，所以还需要自动化程度高的二次设备。总的来说，要顺利开展变电站的正常运行管理监督控制工作，就要采用新式改造技术不断提高数字自动化水平，从而能够有效行使二次设备的自动控制。自动化变电站在我国也有了不断的发展，目前水平已经紧追国际先进水平了。对于一些老式的變电站，也已经逐步实行数字化技术改造来实现其自动化，从而更好地为社会为人民服务。新型自动化变电站由于使用了不少市面上先进的自动化技术而从根本上提高了我国电网整体自动化水平，在降低建设变电站投入成本的同时还增强了变电站进行输送配电以及电网调度的基础能力，是值得大力推广的一种电网模式。
1.2数字化改造技术在变电站中的应用
在自动化变电站发展到了今天，已经开始广泛应用到了计算机网络高新技术，这是时代发展的必然趋势，也是电力领域与数字化技术领域的一次伟大融合。对变电站进行数字化改造已经成为了发展电网数字化的重要基础和有机组成部分。
1.3对变电站进行数字化改造的必然性
通过对变电站进行数字化改造，可以有效提高电网输送配电效率，提高电网管控自动化水平；实现信息共享以及办公一体化，更能降低变电站系统维护管理成本；用户可以充分利用电网系统的互操作性，较大程度上降低系统监测和维护成本，节约时间，优化变电站使用功能；在保证了变电站系统的可靠性同时，还能尽量减少设备数量和投入成本，使整个系统的安装检修维护工作更加方便快捷，非常有利于变电站的系统升级以及长久发展。综合上述这些优点，已经足以证明对变电站进行数字化改造的必要性和重要性，说明改造也是大势所趋，对整个电网系统的工作效率提升有着不可替代的重要现实意义。
2 传统变电站数字化改造的实施
2.1 实施方案
从数字化变电站的逻辑结构出发，传统变电站的数字化改造可以结合一、二次设备更换改造进行：结合变电站一次设备的技改工程，将传统电流和电压互感器更换为电子/光电式互感器，完成过程层数字化改造。互感器可提供数字接口和模拟接口，更换后使用互感器的模拟接口与厂站二次设备连接，无需更换原有的二次设备。待二次设备技术改造，再更换为数字化二次设备，同时改用电子/光电式互感器数字接口与数字化二次设备进行通信，完成间隔层的数字化改造。在进行间隔层数字化改造时可同时对变电站层进行软件数字化升级改造，完成变电站层的数字化改造。
2.2 技术关键
传统变电站分阶段数字化改造方案中过程层、间隔层、变电站层改造的分阶段实施，无论先进行一次设备还是二次设备数字化改造都要解决在改造第一阶段基于 IEC61850 数字化设备与传统设备之间的接口问题。
电子/光电式互感器将原二次设备中采样模块前移，在互感器内部完成采样，直接输出模拟量信号或数字量信号。若在第一阶段实施一次设备数字化改造，二次设备可采用去除采样模块直接提供模拟量输入接口的方法进行改造，从而解决数字化一次设备与传统二次设备间的接口问题。
数字化二次设备采用接口数字化，可以直接接收数字量信号若在第一阶段实施数字化二次设备建设，可同步在过程层配置具备二次电流、电压接入功能的 MU 合并单元，将传统电磁式互感器提供的二次电流、电压信号转换为数字量信号，实现数字化二次设备与传统一次设备间的接口问题。
3 改造过程中应需考虑的技术问题
数字化变电站固然对指导变电站实现高效营运有着不可替代的重要价值与现实意义，但在信息资源共享的应用条件下，常规变电站的改造工作难度也就相应提升了，所以就更要考虑好关键技术的投放应用。
3.1模拟量采样控制
变电站模拟量采样标准与要求一般会根据应用系统的特点、以及业务需求去逐渐完善。但常规变电站的数字化进程改造工作所具备的必要条件就是信息数字化，实现资源共享，从而导致模拟量采样能够保证一致、统一，但必要时还应考虑业务功能的拓展需求而做出改进。
3.2 模拟量采样值的传输
IEC61850技术标准中，会将合并单元下的采样输出数据投放到IS0/IEC8802-3中；而合并单元后的数据所占用的流量空间也较高。因此，如果以100M光纤以太作为宽带网连接时，必然会导致宽带传输受限。基于此，经过模拟实践试验得知，如果采用6-7个标准合并单元，其数据丢包率并不能维持其正常使用，而这就需要合理改进传输模拟采样值，让其满足实际传输需求。
3.3GOOSE应用
IEC61850的标准实施需要以GOOSE应用作为数字传递基础，而在IEC61850与GOOSE机制共同运用的过程中，在很大程度上会轻易完成遥信、遥控、以及包括跳闸报文保护等。所以，相对于普通变电站的大规模电缆应用，其传输性能显然要高得多，要确保GOOSE机制合理妥善运用。
4 结语
变电站数字化改造进程工作对促进电站实现良好运营功能、奠定其发展基础所具备的指导作用和现实价值很大。并且，在常规的变电站数字化改造过程中，能够为过程层、一切间隔层、以及站控层提供强大电站应用系统。因此，在今后的变电站数字化改造升级阶段，应极力加强对其改造技术的研究与探索，并按照相关要求作为技术维护工作，确保变电站高效营运。
参考文献：
[1]鲁国刚，刘骥，张长银.变电站的数字化技术发展[J].电网技术.2008
[2]刘骥，杨晓西，白钟.数字化变电站对电测量技术的变革[J].计量学报.2007
[3]李季.浅谈变电站自动化建设的新特点[J].企业导报.2010（4）
[4]孙平，田峰，刘冀.常规变电站数字化改造的模式探讨[J].农村电气化.2008
【关键词】变电站；数字化改造；技术特点；系统结构
【中图分类号】TU9
变电站是国家电网的重要节点，其技术水平高低直接关系到国家电网的安全运营与投产效益成果。因此，近年来关于常规变电站的数字化技术改造无疑成为了该领域中的热议性焦点问题。与此同时，目前变电站的自动化水平技术、智能化技术发展的强劲发展趋势也说明了变电站数字化技术改造所具备的前景非常广阔。数字化变电站的应用所具备的保障成效、精度控制、设备操作便利性与效率性都较高，能够为设备维护与技术升级提供应用优势。因此，将传统变电站改造为数字化变电站将是必然趋势。
1、对变电站进行数字化改造的重要性和必要性
1.1我国变电站现状
在我国电力网络中，变电站是非常重要的节点，其主要功能是利用自身的一次设备和电网路线完成输变电操作。不过一次设备并不能自身实施监管和保护工作，所以还需要自动化程度高的二次设备。总的来说，要顺利开展变电站的正常运行管理监督控制工作，就要采用新式改造技术不断提高数字自动化水平，从而能够有效行使二次设备的自动控制。自动化变电站在我国也有了不断的发展，目前水平已经紧追国际先进水平了。对于一些老式的變电站，也已经逐步实行数字化技术改造来实现其自动化，从而更好地为社会为人民服务。新型自动化变电站由于使用了不少市面上先进的自动化技术而从根本上提高了我国电网整体自动化水平，在降低建设变电站投入成本的同时还增强了变电站进行输送配电以及电网调度的基础能力，是值得大力推广的一种电网模式。
1.2数字化改造技术在变电站中的应用
在自动化变电站发展到了今天，已经开始广泛应用到了计算机网络高新技术，这是时代发展的必然趋势，也是电力领域与数字化技术领域的一次伟大融合。对变电站进行数字化改造已经成为了发展电网数字化的重要基础和有机组成部分。
1.3对变电站进行数字化改造的必然性
通过对变电站进行数字化改造，可以有效提高电网输送配电效率，提高电网管控自动化水平；实现信息共享以及办公一体化，更能降低变电站系统维护管理成本；用户可以充分利用电网系统的互操作性，较大程度上降低系统监测和维护成本，节约时间，优化变电站使用功能；在保证了变电站系统的可靠性同时，还能尽量减少设备数量和投入成本，使整个系统的安装检修维护工作更加方便快捷，非常有利于变电站的系统升级以及长久发展。综合上述这些优点，已经足以证明对变电站进行数字化改造的必要性和重要性，说明改造也是大势所趋，对整个电网系统的工作效率提升有着不可替代的重要现实意义。
2 传统变电站数字化改造的实施
2.1 实施方案
从数字化变电站的逻辑结构出发，传统变电站的数字化改造可以结合一、二次设备更换改造进行：结合变电站一次设备的技改工程，将传统电流和电压互感器更换为电子/光电式互感器，完成过程层数字化改造。互感器可提供数字接口和模拟接口，更换后使用互感器的模拟接口与厂站二次设备连接，无需更换原有的二次设备。待二次设备技术改造，再更换为数字化二次设备，同时改用电子/光电式互感器数字接口与数字化二次设备进行通信，完成间隔层的数字化改造。在进行间隔层数字化改造时可同时对变电站层进行软件数字化升级改造，完成变电站层的数字化改造。
2.2 技术关键
传统变电站分阶段数字化改造方案中过程层、间隔层、变电站层改造的分阶段实施，无论先进行一次设备还是二次设备数字化改造都要解决在改造第一阶段基于 IEC61850 数字化设备与传统设备之间的接口问题。
电子/光电式互感器将原二次设备中采样模块前移，在互感器内部完成采样，直接输出模拟量信号或数字量信号。若在第一阶段实施一次设备数字化改造，二次设备可采用去除采样模块直接提供模拟量输入接口的方法进行改造，从而解决数字化一次设备与传统二次设备间的接口问题。
数字化二次设备采用接口数字化，可以直接接收数字量信号若在第一阶段实施数字化二次设备建设，可同步在过程层配置具备二次电流、电压接入功能的 MU 合并单元，将传统电磁式互感器提供的二次电流、电压信号转换为数字量信号，实现数字化二次设备与传统一次设备间的接口问题。
3 改造过程中应需考虑的技术问题
数字化变电站固然对指导变电站实现高效营运有着不可替代的重要价值与现实意义，但在信息资源共享的应用条件下，常规变电站的改造工作难度也就相应提升了，所以就更要考虑好关键技术的投放应用。
3.1模拟量采样控制
变电站模拟量采样标准与要求一般会根据应用系统的特点、以及业务需求去逐渐完善。但常规变电站的数字化进程改造工作所具备的必要条件就是信息数字化，实现资源共享，从而导致模拟量采样能够保证一致、统一，但必要时还应考虑业务功能的拓展需求而做出改进。
3.2 模拟量采样值的传输
IEC61850技术标准中，会将合并单元下的采样输出数据投放到IS0/IEC8802-3中；而合并单元后的数据所占用的流量空间也较高。因此，如果以100M光纤以太作为宽带网连接时，必然会导致宽带传输受限。基于此，经过模拟实践试验得知，如果采用6-7个标准合并单元，其数据丢包率并不能维持其正常使用，而这就需要合理改进传输模拟采样值，让其满足实际传输需求。
3.3GOOSE应用
IEC61850的标准实施需要以GOOSE应用作为数字传递基础，而在IEC61850与GOOSE机制共同运用的过程中，在很大程度上会轻易完成遥信、遥控、以及包括跳闸报文保护等。所以，相对于普通变电站的大规模电缆应用，其传输性能显然要高得多，要确保GOOSE机制合理妥善运用。
4 结语
变电站数字化改造进程工作对促进电站实现良好运营功能、奠定其发展基础所具备的指导作用和现实价值很大。并且，在常规的变电站数字化改造过程中，能够为过程层、一切间隔层、以及站控层提供强大电站应用系统。因此，在今后的变电站数字化改造升级阶段，应极力加强对其改造技术的研究与探索，并按照相关要求作为技术维护工作，确保变电站高效营运。
参考文献：
[1]鲁国刚，刘骥，张长银.变电站的数字化技术发展[J].电网技术.2008
[2]刘骥，杨晓西，白钟.数字化变电站对电测量技术的变革[J].计量学报.2007
[3]李季.浅谈变电站自动化建设的新特点[J].企业导报.2010（4）
[4]孙平，田峰，刘冀.常规变电站数字化改造的模式探讨[J].农村电气化.2008