三、數(shù)字化變電站通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

建設(shè)數(shù)字化變電站的基礎(chǔ)之一就是從邏輯概念和物理概念上，將通信體系分為三個層次，即間隔層、變電站層以及過程層，并且制定了各層通信接口之間的通信標準。而另一個前提就是制定的IEC61850標準，該標準的制定，有利于實現(xiàn)電力自動化系統(tǒng)的三個功能，即控制、監(jiān)視和繼電保護功能。

由于沒有規(guī)定通信拓撲，并且對設(shè)備之間的通信接口沒有任何標準，所以各個廠家只是根據(jù)客戶需求自行設(shè)計和定義物理通信鏈路上的通信接口，上述的三個層次僅是抽象的概念。由于IEC6185O使用以太網(wǎng)作為基本通信技術(shù)，并沒有限制實際的網(wǎng)絡(luò)形式，所以，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進步，同一個網(wǎng)絡(luò)完全可以融合變電站總線和過程總線。這樣的通信系統(tǒng)既有利于變電站與控制中心構(gòu)成統(tǒng)一的無縫通信網(wǎng)絡(luò)，而且可以同時實現(xiàn)變電站內(nèi)的無縫連接。

變電站層有兩種功能。變電站層功能是指SAS到各個接口的功能，即到本地站操作員人機接口、遠方控制中心遙控接口或遠程監(jiān)視維護工程遠方監(jiān)視接口的功能。另外一個功能是指利用多個變電站或間隔的數(shù)據(jù)，而且作用到整個站的一次設(shè)備或多個間隔。

間隔層是利用分析某個間隔數(shù)據(jù)，然后可以實現(xiàn)控制該層一次設(shè)備的目的。該功能是與任何類型的I/O或智能傳感器和執(zhí)行器通信，即通過一定的邏輯接口在間隔層內(nèi)通信或與過程層通信。

過程層功能是連接到過程的全部功能。

四、數(shù)字化變電站對變電站的影響

1.對二次系統(tǒng)應(yīng)用的影響

由于現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)的發(fā)展以及相關(guān)標準的制定，變電站數(shù)字化技術(shù)得以迅速發(fā)展應(yīng)用。在電氣量采集的環(huán)節(jié)、IED設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸交換方式、變電站信息冗余性、變電站二次系統(tǒng)運行安全性、可靠性等，都將由于變電站數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)生巨大的影響。

2.對變電站整體建設(shè)方案的影響

當今，由于土地價格昂貴，縮小變電站的占地面積將是目前變電站建設(shè)急需考慮的問題。由于電子式互感器的體積小，方便安裝，與其他高壓設(shè)備集成方便，所以能減少變電站的占地面積。實現(xiàn)數(shù)字化的變電站基本上沒有電纜，采用光纖通信，造價低，重量輕。可以取消變電站內(nèi)大部分電纜井和電纜層，建設(shè)變電站的成本也可大大減少。

3.數(shù)字化變電站對設(shè)備調(diào)試的影響

數(shù)字化變電站不僅可以提高二次系統(tǒng)安全性，而且可以大大簡化二次系統(tǒng)的調(diào)試;電壓互感器的極性由安裝位置決定，所以現(xiàn)場不需要校驗;絕緣電阻不需要測試;電子式互感器還可以確保使用數(shù)據(jù)正確，這是由于該設(shè)備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)都有標記，方便識別;除此之外，由于一二次回路接線不需要查線，原來的查線工作大大減少，減輕運行維護人員的工作量;由于絕緣的系統(tǒng)的光纖信號傳輸回路，所以沒有接地，減少了變電站檢查接地的工作量。

五、數(shù)字化變電站未來的發(fā)展

電力系統(tǒng)通過SAS技術(shù)的應(yīng)用，不僅提高了電網(wǎng)運行的安全性、穩(wěn)定性，而且還大大減少了系統(tǒng)的維護和檢修費用，具有十分明顯的經(jīng)濟價值。由于變電站是整個電力系統(tǒng)最基本信息源，所以它也是整個系統(tǒng)中數(shù)字化的基礎(chǔ)。基于以上原因，數(shù)字化變電站應(yīng)具備以下幾項技術(shù)優(yōu)點。

(1)過程層信息系統(tǒng)內(nèi)部互相調(diào)用。在數(shù)字化變電站過程層的數(shù)據(jù)化的信息傳輸都是通過光纖完成的，所以過程層的信息可以實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部互相調(diào)。

(2)數(shù)字化變電站通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有及時性、穩(wěn)定性以及兼容性等優(yōu)點。

(3)信息模型化和互操作。作為電力系統(tǒng)的信息源頭，數(shù)字化變電站不僅要提供盡可能多的信息，而且這些信息應(yīng)建立在統(tǒng)一的電力系統(tǒng)信息模型的基礎(chǔ)之上。作為執(zhí)行終端，實現(xiàn)各種協(xié)同功能是數(shù)字化變電站最基本的特征，這要求IED之間能夠互操作。為了實現(xiàn)設(shè)備之間互相操作，變電站信息的標準化是基礎(chǔ)。

(4)檢測調(diào)試方法的變化。由于數(shù)字化變電站中的大多數(shù)自動化功能都以數(shù)據(jù)通信的方式實施，所以通信監(jiān)測設(shè)備顯得非常關(guān)鍵，不僅用于檢查網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)通性，而且對通信過程和傳輸信息進行監(jiān)視，用來分析自動化功能的實施情況。

(5)廣域自動化功能。數(shù)字化變電站的通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需求是互相兼容的，傳輸?shù)男畔⒂型粋€標準同時必須能夠相互共享，這樣才能達到電網(wǎng)與變電站之間協(xié)同配合的目的。

六、總結(jié)

由于數(shù)字化變電站技術(shù)涉及到許多通信網(wǎng)絡(luò)以及新設(shè)備的應(yīng)用，所以從研發(fā)到實際應(yīng)用將會是比較長期的過程。如IEC61850標準體系、智能斷路器、電子式互感器、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等。由于各種新技術(shù)沒有經(jīng)過一定時期的實踐檢驗，所以在現(xiàn)場應(yīng)用的穩(wěn)定性需要結(jié)合工程實際逐步完善。

國內(nèi)外數(shù)字化變電站的研究和建設(shè)也還在起步階段。我國的數(shù)字化變電站建設(shè)的總思路是先把低電壓變電站(110kV以下)作為建設(shè)試點，通過一段時間的摸索，然后應(yīng)用到高的電壓等級的變電站上，在此期間更需要進行大量的理論研究和實踐摸索。同時，由于目前大部分變電站都沒有經(jīng)過數(shù)字化改造，所以現(xiàn)有的常規(guī)變電站就可以為數(shù)字化變電站技術(shù)的發(fā)展提供應(yīng)用的平臺，而電網(wǎng)的發(fā)展也為變電站數(shù)字化技術(shù)提供契機。未來數(shù)字化變電站應(yīng)用技術(shù)的成熟，將標志著新一代數(shù)字化電網(wǎng)的實現(xiàn)。

但一些數(shù)字化變電站關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備，如電子式互感器、智能斷路器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等還處于實際應(yīng)用的起步階段，需要進行大量的理論研究和運行經(jīng)驗的積累。