数字化变电站报告

对常规变电站和数字化变电站之间差异的理解

一,智能变电站智能化变电站与数字化变电站的差别

采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能，实现与相邻变电站、电网调度等互动的变电站。

数字化变电站既是常规变电站的数字化升级，又是智能变电站的基础，而

智能变电站则是数字化变电站的发展趋势。根据常规站、数字化变电站与智能变电站定位、功能、管理等全方位对比，可将其差异化问题总结为五大差异性。

1、 一次设备智能化的差异性

智能变电站一次设备智能化主要体现在其状态监测功能，它应自动采集设备状态信息，具备综合分析设备状态，将分析结果宜基于DL/T860服务上传，与其他相关系统进行信息交互，并逐步扩展设备的自诊断范围，提高自诊断的准确性和快速性，有利于一次设备运行维护。譬如，智能变电站断路器设备内部的电、磁、温度、机械、机构动作状态监测有助于判断断路器运行的状况及趋势，安排检修和维修时间，实现设备状态监测。如表1所示，常规变电站与数字化变电站并不具备该功能，常规变电站关键一次设备（断路器、变压器）增设相应状态监测功能单元，而数字化变电站一次设备的智能组件增加一次设备状态监测等功能，从而实现一次设备智能化改造。

2、 信息基础的差异性

与常规变电站相比，数字化变电站、智能变电站是以部分或者全站实现信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基础，而智能变电站利用先进分布式网络建模和状态评估技术，采用“分布、自治”的技术思路，将“集中式的控制中心状态估计”变革为“分布式的变电站状态估计”，依靠变电站内实时信息高度冗余的先天优势，将信息错误解决在变电站内；采用标准化的配置工具实现对全站设备和数据建模，及进行通信配置，生成标准配置文件并可供调度/集控系统自动获取，实现“源端维护”，实现变电站内全景数据采集与信息高度集成，为远程控制中心提供可靠、扩展性强的信息基础。

3、 对时要求的差异性

智能变电站的对时要求远高于传统变电站和数字化变电站。传统变电站对时主要用于SOE时标，用于判断动作时序，但不影响电网本身的安全运行。数字化变电站强调采样的同一时刻，但并不强调绝对时刻。智能变电站由于与站外有协同互动功能，必须要有精确的绝对时标。在保证安全可靠运行前提下，智能变电站站可采用IEEE 1588网络对时，既能简化对时系统，又能保证对时精度，过程层网络对时精度可达亚μs级，满足IEC 61850标准对智能电子设备T1~T5的时钟精度功能要求。

4、 智能高级应用的差异性

与常规变电站、数字化变电站相比，智能变电站的高级应用功能体现在：（1）实现全站告警信息的分类告警、信号过滤、基于逻辑推理的智能告警，提出事故及异常处理方案；（2）实现电压/无功协调连续控制、变压器经济运行、电能质量控制；（3）支持设备信息和运行维护策略与调度中心/集控中心实现全面互动，实现基于设备状态的全寿命周期管理；（4）实现自适应保护功能，在电网紧急运行状态下，与相邻变电站和调度中心/集控中心协调配合，可动态改变继电保护和稳定控制的策略及参数。目前，多Agent系统(multi-agent system，MAS)作为实现智能变电站高级应用功能的技术支撑，能有效解决传统监视控制的灵活性与自适应性差等缺点。由变电站自动化、分布的继电保护、就地无功补偿、

其他智能控制共同组成的传统监视控制方式下，它的应用系统和装置是基于数据收集与监控系统(SCADA)体系结构，存在协调性较差、隐藏故障、脆弱性和适应性等问题。特别是在紧急状态下，基于离线研究“事先整定、实时动作”的分布执行装置往往不适应系统的变化。伴随着计算范型从以算法为中心转移到以交互为中心的计算机科学的发展趋势，具有反应性、自治性、交互性、协作性、自适应性及实时性特征的MAS成为这潮流下的产物。MAS主要研究智能体行为的协调，在一群自治的智能体（Agent）之间如何通过协调知识、目标、技能和相互规划来采取行动或解决问题。MAS的分布协调理念将能广泛应用于各级EMS、DMS、变电站自动化系统之间的分布协调控制，实现系统高风险时主动解列、灵活分区等分布控制功能。

5、 辅助系统智能化的差异性

由视频监控系统、环境监测、辅助电源等构成的辅助系统虽然有丰富的信息资源，但在常规变电站或者数字化变电站的实际运行中形成了以纵向层次多、横向系统多为主要特征“信息孤岛”，存在着视频监控规约繁杂、信息杂乱、系统联调复杂等问题。智能变电站辅助系统实现远程视频监控终端与站内监控系统以及其他辅助系统在设备操控、事故处理时协同联动，及时准确跟踪事故点，同时远传到集控中心，从远端实现及时掌控；实现辅助电源一体化设计、一体化配置、一体化监控以及远程运行维护；实现辅助系统优化控制，对空调、风机、加热器的远程控制或与温湿度控制器的智能联动。

二、数字化变电站的优势

1、高性能

1)通讯网络采用同一的通讯规约IEC61850，不需要进行规约转换，加快了通讯速度，降低了系统的复杂度和设计、调试和维护的难度，进步了通讯系统的性能。

2)数字信号通过光缆传输避免了电缆带来的电磁干扰，传输过程中无信号衰减、失真。无L、C滤波网络，不产生谐振过电压。传输和处理过程中不再产

生附加误差，提升了保护、计量和丈量系统的精度。

3)光电互感器无磁饱和，精度高，暂态特性好。

2、高安全性

1)光电互感器的应用，避免了油和SF6互感器的渗漏题目，很大程度上减少了运行维护的工作量，不再受渗漏油的困扰，同时进步了安全性。

2)光电互感器高低压部分光电隔离，使得电流互感器二次开路、电压互感器二次短路可能危及人身或设备等题目不复存在，大大进步了安全性。

3)光缆代替电缆，避免了电缆端子接线松动、发热、开路和短路的危险，进步了变电站整体安全运行水平。

3、高可靠性

设备自检功能强，合并器收不到数据会判定通讯故障或互感器故障而发出告警，既进步了运行的可靠性又减轻了运行职员的工作量。

4、高经济性

1)采用光缆代替大量电缆，降低本钱。用光缆取代二次电缆，简化了电缆沟、电缆层和电缆防火，保护、自动化调试的工作量减少，减少了运行维护成本。同时，缩短工程周期，减少通道重复建设和投资。2)实现信息共享，兼容性高，便于新增功能和扩展规模，减少变电站投资成本。3)光电互感器采用固体绝缘，无渗漏问题，减少了停运检验成本。4)数字化变电站技术含量高，电缆等耗材节约，具有节能、环保、节约社会资源的多重功效。

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