数字化变电站是一种利用现代信息技术,将传统变电站的一次设备、二次设备进行数字化改造,实现信息处理、传输、控制全面数字化的新型变电站。这一概念的提出是基于传统综合自动化系统的局限性,如信息传递的非数字化、一次设备与二次设备间的电气连接以及信息共享的困难等。
数字化变电站的核心特点包括:
1. **设备智能化**:使用智能一次设备,如电子式互感器和智能化开关,以及数字化二次设备,这些设备能够处理和传输数字信号。
2. **通信网络化**:智能设备之间通过高速计算机网络进行通信,减少了对传统控制电缆的依赖。
3. **模型和通信协议统一化**:采用国际标准的通信协议IEC61850,确保不同设备之间的互操作性和信息共享。
4. **运行管理自动化**:实现变电站的远程监控和自动化操作,提高运行效率和安全性。
5. **即插即用**:理想目标是所有智能设备能够无缝接入网络,无需复杂的配置即可正常工作。
在数字化变电站的研究设计中,河北省电力勘测设计研究院的数字化变电站QC小组进行了深入的工作。他们选择该课题的原因在于,传统的综合自动化系统无法满足数字化变电站的要求,且存在如下的问题:
1. 缺乏过程层,数字化程度较低。
2. 由于对象建模的差异,设备间互操作性不足,信息共享困难。
3. 技术发展快速,现有系统难以适应新技术的应用。
4. 二次接线复杂,大量使用控制电缆,不利于环保和可持续发展。
小组设定了两个主要目标:
1. **数字化变电站架构研究设计**:通过对云南翠峰110kV变电站等案例的调查分析,研究并设计出基于IEC61850通信协议的全数字化变电站架构,实现信号传输、处理、采集和输出的全程数字化。
2. **降低变电站控制电缆用量**:通过对河北省电力公司110kV变电站典型设计的电缆用量统计,设定了减少控制电缆使用的目标,以优化资源利用,提高变电站的经济性和环境友好性。
随着电子式互感器、智能化开关等技术的成熟,以及高速网络和IEC61850通信协议的广泛应用,数字化变电站已成为变电站自动化技术发展的必然趋势。在河北省,石家庄富村110kV变电站被选定为数字化变电站的示范项目,标志着数字化变电站的工程实践迈出了重要的一步。