引言 

　　數(shù)字變電站是一個(gè)不斷發(fā)展的概念。理想的數(shù)字變電站是指變電站內(nèi)一次電氣設(shè)備和二次電子裝置均實(shí)現(xiàn)數(shù)字通信，并具有全站統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)通信平臺(tái)，在此平臺(tái)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)智能裝置之間的互操作性。目前它是由電子式互感器、智能化一次設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備在IEC61850 (國(guó)際電工委員會(huì)IEC 制定的變電站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系)通信規(guī)范基礎(chǔ)上分層構(gòu)建，能夠?qū)崿F(xiàn)智能設(shè)備間信息共亨和互操作的現(xiàn)代變電站。作為一門(mén)新興技術(shù)，數(shù)字變電站從提出開(kāi)始就受到了極大的關(guān)注，并已成為我國(guó)電力系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)之一。隨著相關(guān)軟硬件技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，數(shù)字變電站必將成為變電站技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。 

　　1 數(shù)字變電站的意義 

　　數(shù)字變電站將會(huì)給我國(guó)變電站的運(yùn)行和管理帶來(lái)深遠(yuǎn)的影響，無(wú)論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面，都具有重大的意義。 

　　從技術(shù)方面來(lái)說(shuō)，數(shù)字變電站可以減少自動(dòng)化設(shè)備數(shù)量，簡(jiǎn)化二次接線(xiàn)，提高系統(tǒng)的可靠性；減少設(shè)備的檢修次數(shù)和檢修時(shí)間，提高設(shè)備的使用效率；方便設(shè)備的維護(hù)和更新，減少投運(yùn)時(shí)間，提高工作效率。此外，還極方便了變電站的擴(kuò)建及自動(dòng)化系統(tǒng)的擴(kuò)充。 

　　從經(jīng)濟(jì)方面來(lái)說(shuō)，可以減少占地面積，從而減少建設(shè)投資：減少變電站壽命周期內(nèi)的總體成本，包括初期建設(shè)成本和運(yùn)行維護(hù)成本；實(shí)現(xiàn)信息在運(yùn)行系統(tǒng)和其它支持系統(tǒng)之間的共享，減少重復(fù)建設(shè)和投資等。 

　　2 數(shù)字變電站的主要特征 

　　2．1 數(shù)據(jù)采集數(shù)字 

　　數(shù)字變電站的主要標(biāo)志是采用數(shù)字電氣測(cè)量系統(tǒng)采集電流、電壓等電氣量，實(shí)現(xiàn)了一、二次系統(tǒng)在電氣上的有效隔離，增大了電氣量的動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍并提高了測(cè)量精度，從而為實(shí)現(xiàn)常規(guī)變電站裝置沉余向信息沉余的轉(zhuǎn)變以及信息集成化應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。 

　　2．2 系統(tǒng)分層分布化 

　　變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了從集中式向分布式的轉(zhuǎn)變，第二代分層分布式變電站自動(dòng)化系統(tǒng)大多采用成熟的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和開(kāi)放式互聯(lián)規(guī)約，能夠更完整地記錄設(shè)備信息并顯著地提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。 

　　2．3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊化 

　　數(shù)字電氣測(cè)量系統(tǒng)只有體積小、質(zhì)量輕等特點(diǎn)，可以將其集成在智能開(kāi)關(guān)設(shè)備系統(tǒng)當(dāng)中，按照變電站機(jī)電一體化設(shè)計(jì)理念進(jìn)行功能優(yōu)化組合和設(shè)備布置。在高壓和超高壓變電站中，保護(hù)裝置、測(cè)控裝置、故障錄波及其它自動(dòng)裝置的I／0 單元作為一次智能設(shè)備的一部分，實(shí)現(xiàn)了IED 的近過(guò)程化(processclose)設(shè)計(jì)；在中低壓變電站可將保護(hù)及監(jiān)控裝置小型化、緊湊化并完整地安裝在開(kāi)關(guān)柜 
上。 

　　2．4 系統(tǒng)建模標(biāo)準(zhǔn)化 

　　IEC61850 確立了電力系統(tǒng)的建模標(biāo)準(zhǔn)，為變電站自動(dòng)化系統(tǒng)定義了統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)的信息模型和信息交換模型，其意義主要體現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)智能設(shè)備的互操作性、實(shí)現(xiàn)變電站的信息共享和簡(jiǎn)化系統(tǒng)的維護(hù)、配置和工程實(shí)施等方面。 

　　3 數(shù)字變電站提高了繼電保護(hù)的運(yùn)行水平 

　　經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，國(guó)內(nèi)微機(jī)保護(hù)在原理和技術(shù)上已相當(dāng)成熟，處于國(guó)際領(lǐng)先水平。但是，仍然存在著一些問(wèn)題： 
二次回路設(shè)計(jì)接線(xiàn)錯(cuò)誤，電纜長(zhǎng)，執(zhí)行反事故措施不到位，電纜老化后接地，造成保護(hù)誤動(dòng)；定值項(xiàng)多，控制字和跳閘矩陣設(shè)置錯(cuò)誤；變電站直流電源回路故障接地引發(fā)繼電保護(hù)誤跳閘；由于有許多季節(jié)性負(fù)荷，備自投(備用電源自動(dòng)投入)、低頻低壓減載壓板等核查、切換工作量大，易出錯(cuò)；CT 特性惡化和特性不一致引起故障延遲切除和區(qū)外故障誤動(dòng)；保護(hù)通道問(wèn)題等。 

　　而對(duì)于這些缺陷，由于直接采用數(shù)字量，能真實(shí)反映系統(tǒng)一次電氣量信息，裝置可采用更先進(jìn)的原理算法，其集成度可以更高，抗干擾能力大大增強(qiáng)，再加上在線(xiàn)監(jiān)測(cè)、在線(xiàn)檢修自動(dòng)化，裝置運(yùn)行也將更加穩(wěn)定。 

　　4 數(shù)字變電站給繼電保護(hù)帶來(lái)的挑戰(zhàn) 

　　基于IEC61850 通信協(xié)議的數(shù)字變電站將變革傳統(tǒng)的變電站一、二次設(shè)備，它的特點(diǎn)是采用分布分層的結(jié)構(gòu)體系，面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)統(tǒng)一建模，數(shù)據(jù)自描述，采用抽象通信服務(wù)接口和特殊通信服務(wù)映射技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能設(shè)備間的互操作能力，面向未來(lái)的開(kāi)放體系結(jié)構(gòu)。數(shù)字變電站將會(huì)給變電站的設(shè)計(jì)