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摘 要：随着经济的发展，科学技术的进步，使得数字化变电站自动化控制成为可能，并且数字化自动化技术运用于变电站可以提高变电站运行的安全性。对此，文章通过阐述数字化变电站结构功能和数字化变电站自动化技术应用的意义，分析数字化变电站自动化技术应用存在的问题，同时提出实现数字化变电站自动化的措施，为数字化变电站自动化技术的应用提供参考。
关键词：自动化技术 数字化变电站 数字化管理
在我国，随着网络技术的不断发展，数字化变电站成为一种趋势，所谓数字化变电站是指变电站内的一次电气设备之间进行数字通信，并且数字化一次设备、二次智能设备均符合相应的行业标准。从某种意义上说，数字化变电站实现了电子式互感器、开关设备的智能化、二次设备的网络化，在一定程度上简化了二次接线系统，同时弥补了排查传统变电站故障的不足，有利于提高设备运行的可靠性、安全性。
一、数字化变电站结构功能分析
从逻辑结构的角度来说，数字化变电站可分为过程层、间隔层、站控层，各层之间通过高速网络实现通信，具体功能如下：
1.过程层。过程层的功能主要分为三部分：首先，对电气量进行实时的检测，检测内容主要包括电流、电压、相位等；其次，在线检测与统计运行设备的状态参数，例如温度、压力、密度、绝缘等；第三，执行、驱动操作控制，控制主要涉及直流电源的充放电、调节变压器分接头等。
2.间隔层。与过程层相比，间隔层的功能主要是汇总过程层的实时数据信息，对一次设备实施保护控制等。
3.站控层。通过对全站的实时数据信息进行两级高速网络汇总，对数据库进行实时刷新，同时对历史数据库实施按时的登陆，进而在一定程度上向调度、控制中心传送相關数据信息，并将相关指令传达给间隔层、过程层，可以说，站控层具有站内监控、人机联系的功能。
二、数字化变电站自动化技术应用的意义
随着科学技术的发展，为发展数字化变电站自动化技术提供技术保障，在发展数字化变电站自动化技术的过程中，一方面需要实现数字化变电站的自动化功能，另一方面还要解决诸多技术性问题。从当前数字化变电站实际运营情况来看，凭借共享信息、实时交换设备信息、降低变电站运营成本等优势，推广数字化变电站自动化技术具有重要的意义。
1.数字化变电站可以共享统一的信息平台。基于国标通信的数字化变电站自动化技术，颠覆了传统的变电站管理模式，在一定程度上实现了电网一次设备的智能化、二次设备的网络化。对于数字化变电站来说，借助同一个通信网络，对站内所有保护、测控、计量、监控等系统传送电流、 电压等信息。在当前的社会环境下，利用统一的信息模型、功能模型等，一方面可以共享变电站信息，提高系统的互操作性，另一方面在运行系统和其他支持系统之间共享信息，进一步降低变电站的运营成本。
2.有利于扩大变电站规模、更新变电站功能。对于数字变电站自动化来说，各设备之间通过通信网络交换信息，在这一过程中，如果要扩大变电站的规模或者更新变电站的功能，在这种情况下，只需将新的设备接入到通信网络中，不需要更换原有的设备，这种方式可以有效节约资源，同时减少了投资，降低了变电站的运营成本。
3.提高站内电气设备运行的安全性、可靠性。对于传统的变电站来说，大多数数据通信通过电缆传输、接收等，一方面需要投入大量的电缆、人力等资源，另一方面增加了对这些设备的检修难度。与之相对应，数字化变电站则使用光纤传递信息，弥补了传统电磁兼容的难题，在高低压系统之间实现了电气的隔离，提高站内电气设备运行的安全性、可靠性。
4.提高了测量的精度。对于传统变电站来说，无论是电缆传输互感器输出的模拟信号，还是二次设备采集数据信息，都会存在不同程度的误差，进一步影响数据信息的精度。但是，对于数字化变电站自动化来说，则采用电子式互感器输出数字信号，无形中提升了数字信息的准确度，同时提高了保护系统、测量系统，以及计量系统的精度，在一定程度上提高了变电站的工作质量。
三、数字化变电站自动化技术应用存在的问题
受技术等因素的影响和制约，在应用数字化变电站自动化技术的过程中，依然存在一些问题，主要表现为：
1.技术层面。从系统论的角度来说，数字化变电站属于一个系统工程，在这一系统工程中，要实现数字化变电站的功能，需要攻关解决诸多技术问题，例如电子式互感器，由于在数字化变电站自动化技术的应用涉及电子式互感器，会增加运营成本，同时会增加部分高电压等级的电流互感器的波动范围，进而难以满足现场运行的需要。
2.保护层面。在保护校验方面，与传统的变电站相比，数字化变电站较为复杂，尤其在变电站运行过程中，对部分间隔保护校验存在一定的难度。从当前的技术水平来看，数字化保护所需的电流量、电压量无法通过常规的继电保护校验装置来提供，在这种情况下，由于电流量、电压量必须经过合并器处理才能进入保护装置，并且要完成试验需要自备合并器提供模拟试验所需的电流量和电压量，而这类保护校验难以实现。
3.可靠性层面。对于数字化变电站自动化技术来说，过程层的数字化，必然要增加相应的设备，进而增加相应的合并器。在这种情况下，必然加剧合并器交换数据的频率，进而影响系统的可靠性。在数字化变电站中，由于采用数字化传输信息，进而带来误码、保护动作延时等问题。同时，由于互感器自身工作方式的特殊性，进一步增加了互感器角差、比差现场试验的难度，甚至制约极性试验的进行。
四、实现数字化变电站自动化的措施
在数字化变电站中，应用自动化技术需要经历一个长期的过程，在这一过程需要考虑数字化变电站自动化技术与常规变电站技术之间的兼容性。
1.在过程层接入常规设备。数字化变电站自动化技术的应用，需要在过程层接入常规设备，通常情况下，常规设备主要包括互感器、断路器等设备，涉及的技术主要包括非常规互感器技术、智能断路器技术、智能断路器控制器技术等。通常情况下，可以通过常规互感器和常规断路器、常规互感器和智能断路器、非常规互感器和常规断路器三种方式接入常规设备。
2.过程总线。在数字化变电站中应用自动化技术，通过分离控制和测量数据，可以将通信系统合并到一起，进而在一定程度上降低间隔接线的复杂性。但是，由于间隔层设备需要两个以太网口，一个连接过程总线，另一个连接变电站总线。所以，可以选用网速为100 Mbit/s的以太网，实时将过程总线保护装置的跳闸命令发送到断路器，实现相应的操作。
3.合并过程总线和变电站总线。在数字化变电站中，由于过程总线、变电站总线都使用了以太网（该以太网基于MMS应用层通信堆栈），随着以太网技术的发展，通过联接变电总线构成通信网，进一步提高数字化变电站站内的通信质量。
五、结语
综上所述，随着科学技术的发展，变电站的数字化必将推动电网自动化技术的发展，有利于推广应用自动化技术，同时有利于提高站内设备运行的可靠性，并且有利于优化电网运行方式。在未来，数字化变电站自动化技术将朝着以光电式互感器、智能化集成开关、 智能变压器等方向发展，并且，随着科学技术的发展，将会出现智能变电站自动化系统，进一步实现变电站站内各层之间的一站式通信。
参考文献：
[1]于林娜.数字化变电站电力自动化技术特点、应用及发展[J].中国新技术新产品，2011-08-25.
[2]晁曙光.数字化变电站自动化技术在变电站中的应用分析[J].广东科技，2013-08-25.
[3]谭政军.IEC61850标准在闻堰220kV变电站中的应用研究[D].华北电力大学（北京），2009-11-01.
关键词：自动化技术 数字化变电站 数字化管理
在我国，随着网络技术的不断发展，数字化变电站成为一种趋势，所谓数字化变电站是指变电站内的一次电气设备之间进行数字通信，并且数字化一次设备、二次智能设备均符合相应的行业标准。从某种意义上说，数字化变电站实现了电子式互感器、开关设备的智能化、二次设备的网络化，在一定程度上简化了二次接线系统，同时弥补了排查传统变电站故障的不足，有利于提高设备运行的可靠性、安全性。
一、数字化变电站结构功能分析
从逻辑结构的角度来说，数字化变电站可分为过程层、间隔层、站控层，各层之间通过高速网络实现通信，具体功能如下：
1.过程层。过程层的功能主要分为三部分：首先，对电气量进行实时的检测，检测内容主要包括电流、电压、相位等；其次，在线检测与统计运行设备的状态参数，例如温度、压力、密度、绝缘等；第三，执行、驱动操作控制，控制主要涉及直流电源的充放电、调节变压器分接头等。
2.间隔层。与过程层相比，间隔层的功能主要是汇总过程层的实时数据信息，对一次设备实施保护控制等。
3.站控层。通过对全站的实时数据信息进行两级高速网络汇总，对数据库进行实时刷新，同时对历史数据库实施按时的登陆，进而在一定程度上向调度、控制中心传送相關数据信息，并将相关指令传达给间隔层、过程层，可以说，站控层具有站内监控、人机联系的功能。
二、数字化变电站自动化技术应用的意义
随着科学技术的发展，为发展数字化变电站自动化技术提供技术保障，在发展数字化变电站自动化技术的过程中，一方面需要实现数字化变电站的自动化功能，另一方面还要解决诸多技术性问题。从当前数字化变电站实际运营情况来看，凭借共享信息、实时交换设备信息、降低变电站运营成本等优势，推广数字化变电站自动化技术具有重要的意义。
1.数字化变电站可以共享统一的信息平台。基于国标通信的数字化变电站自动化技术，颠覆了传统的变电站管理模式，在一定程度上实现了电网一次设备的智能化、二次设备的网络化。对于数字化变电站来说，借助同一个通信网络，对站内所有保护、测控、计量、监控等系统传送电流、 电压等信息。在当前的社会环境下，利用统一的信息模型、功能模型等，一方面可以共享变电站信息，提高系统的互操作性，另一方面在运行系统和其他支持系统之间共享信息，进一步降低变电站的运营成本。
2.有利于扩大变电站规模、更新变电站功能。对于数字变电站自动化来说，各设备之间通过通信网络交换信息，在这一过程中，如果要扩大变电站的规模或者更新变电站的功能，在这种情况下，只需将新的设备接入到通信网络中，不需要更换原有的设备，这种方式可以有效节约资源，同时减少了投资，降低了变电站的运营成本。
3.提高站内电气设备运行的安全性、可靠性。对于传统的变电站来说，大多数数据通信通过电缆传输、接收等，一方面需要投入大量的电缆、人力等资源，另一方面增加了对这些设备的检修难度。与之相对应，数字化变电站则使用光纤传递信息，弥补了传统电磁兼容的难题，在高低压系统之间实现了电气的隔离，提高站内电气设备运行的安全性、可靠性。
4.提高了测量的精度。对于传统变电站来说，无论是电缆传输互感器输出的模拟信号，还是二次设备采集数据信息，都会存在不同程度的误差，进一步影响数据信息的精度。但是，对于数字化变电站自动化来说，则采用电子式互感器输出数字信号，无形中提升了数字信息的准确度，同时提高了保护系统、测量系统，以及计量系统的精度，在一定程度上提高了变电站的工作质量。
三、数字化变电站自动化技术应用存在的问题
受技术等因素的影响和制约，在应用数字化变电站自动化技术的过程中，依然存在一些问题，主要表现为：
1.技术层面。从系统论的角度来说，数字化变电站属于一个系统工程，在这一系统工程中，要实现数字化变电站的功能，需要攻关解决诸多技术问题，例如电子式互感器，由于在数字化变电站自动化技术的应用涉及电子式互感器，会增加运营成本，同时会增加部分高电压等级的电流互感器的波动范围，进而难以满足现场运行的需要。
2.保护层面。在保护校验方面，与传统的变电站相比，数字化变电站较为复杂，尤其在变电站运行过程中，对部分间隔保护校验存在一定的难度。从当前的技术水平来看，数字化保护所需的电流量、电压量无法通过常规的继电保护校验装置来提供，在这种情况下，由于电流量、电压量必须经过合并器处理才能进入保护装置，并且要完成试验需要自备合并器提供模拟试验所需的电流量和电压量，而这类保护校验难以实现。
3.可靠性层面。对于数字化变电站自动化技术来说，过程层的数字化，必然要增加相应的设备，进而增加相应的合并器。在这种情况下，必然加剧合并器交换数据的频率，进而影响系统的可靠性。在数字化变电站中，由于采用数字化传输信息，进而带来误码、保护动作延时等问题。同时，由于互感器自身工作方式的特殊性，进一步增加了互感器角差、比差现场试验的难度，甚至制约极性试验的进行。
四、实现数字化变电站自动化的措施
在数字化变电站中，应用自动化技术需要经历一个长期的过程，在这一过程需要考虑数字化变电站自动化技术与常规变电站技术之间的兼容性。
1.在过程层接入常规设备。数字化变电站自动化技术的应用，需要在过程层接入常规设备，通常情况下，常规设备主要包括互感器、断路器等设备，涉及的技术主要包括非常规互感器技术、智能断路器技术、智能断路器控制器技术等。通常情况下，可以通过常规互感器和常规断路器、常规互感器和智能断路器、非常规互感器和常规断路器三种方式接入常规设备。
2.过程总线。在数字化变电站中应用自动化技术，通过分离控制和测量数据，可以将通信系统合并到一起，进而在一定程度上降低间隔接线的复杂性。但是，由于间隔层设备需要两个以太网口，一个连接过程总线，另一个连接变电站总线。所以，可以选用网速为100 Mbit/s的以太网，实时将过程总线保护装置的跳闸命令发送到断路器，实现相应的操作。
3.合并过程总线和变电站总线。在数字化变电站中，由于过程总线、变电站总线都使用了以太网（该以太网基于MMS应用层通信堆栈），随着以太网技术的发展，通过联接变电总线构成通信网，进一步提高数字化变电站站内的通信质量。
五、结语
综上所述，随着科学技术的发展，变电站的数字化必将推动电网自动化技术的发展，有利于推广应用自动化技术，同时有利于提高站内设备运行的可靠性，并且有利于优化电网运行方式。在未来，数字化变电站自动化技术将朝着以光电式互感器、智能化集成开关、 智能变压器等方向发展，并且，随着科学技术的发展，将会出现智能变电站自动化系统，进一步实现变电站站内各层之间的一站式通信。
参考文献：
[1]于林娜.数字化变电站电力自动化技术特点、应用及发展[J].中国新技术新产品，2011-08-25.
[2]晁曙光.数字化变电站自动化技术在变电站中的应用分析[J].广东科技，2013-08-25.
[3]谭政军.IEC61850标准在闻堰220kV变电站中的应用研究[D].华北电力大学（北京），2009-11-01.