三、數字化變電站通信網絡結構

建設數字化變電站的基礎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，有利于實現電力自動化系統的三個功能，即控制、監視和繼電保護功能。

由于沒有規定通信拓撲，并且對設備之間的通信接口沒有任何標準，所以各個廠家只是根據客戶需求自行設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使用以太網作為基本通信技術，并沒有限制實際的網絡形式，所以，隨著網絡技術的進步，同一個網絡完全可以融合變電站總線和過程總線。這樣的通信系統既有利于變電站與控制中心構成統一的無縫通信網絡，而且可以同時實現變電站內的無縫連接。

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視維護工程遠方監視接口的功能。另外一個功能是指利用多個變電站或間隔的數據，而且作用到整個站的一次設備或多個間隔。

間隔層是利用分析某個間隔數據，然后可以實現控制該層一次設備的目的。該功能是與任何類型的I/O或智能傳感器和執行器通信，即通過一定的邏輯接口在間隔層內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、數字化變電站對變電站的影響

1.對二次系統應用的影響

由于現代數字技術的發展以及相關標準的制定，變電站數字化技術得以迅速發展應用。在電氣量采集的環節、IED設備數據傳輸交換方式、變電站信息冗余性、變電站二次系統運行安全性、可靠性等，都將由于變電站數字化技術的應用產生巨大的影響。

2.對變電站整體建設方案的影響

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，與其他高壓設備集成方便，所以能減少變電站的占地面積。實現數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。可以取消變電站內大部分電纜井和電纜層，建設變電站的成本也可大大減少。

3.數字化變電站對設備調試的影響

數字化變電站不僅可以提高二次系統安全性，而且可以大大簡化二次系統的調試;電壓互感器的極性由安裝位置決定，所以現場不需要校驗;絕緣電阻不需要測試;電子式互感器還可以確保使用數據正確，這是由于該設備傳輸的數據都有標記，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、數字化變電站未來的發展

電力系統通過SAS技術的應用，不僅提高了電網運行的安全性、穩定性，而且還大大減少了系統的維護和檢修費用，具有十分明顯的經濟價值。由于變電站是整個電力系統最基本信息源，所以它也是整個系統中數字化的基礎。基于以上原因，數字化變電站應具備以下幾項技術優點。

(1)過程層信息系統內部互相調用。在數字化變電站過程層的數據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系統內部互相調。

(2)數字化變電站通信網絡技術有及時性、穩定性以及兼容性等優點。

(3)信息模型化和互操作。作為電力系統的信息源頭，數字化變電站不僅要提供盡可能多的信息，而且這些信息應建立在統一的電力系統信息模型的基礎之上。作為執行終端，實現各種協同功能是數字化變電站最基本的特征，這要求IED之間能夠互操作。為了實現設備之間互相操作，變電站信息的標準化是基礎。

(4)檢測調試方法的變化。由于數字化變電站中的大多數自動化功能都以數據通信的方式實施，所以通信監測設備顯得非常關鍵，不僅用于檢查網絡的聯通性，而且對通信過程和傳輸信息進行監視，用來分析自動化功能的實施情況。

(5)廣域自動化功能。數字化變電站的通信網絡建設需求是互相兼容的，傳輸的信息有同一個標準同時必須能夠相互共享，這樣才能達到電網與變電站之間協同配合的目的。

六、總結

由于數字化變電站技術涉及到許多通信網絡以及新設備的應用，所以從研發到實際應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、網絡通信技術等。由于各種新技術沒有經過一定時期的實踐檢驗，所以在現場應用的穩定性需要結合工程實際逐步完善。

國內外數字化變電站的研究和建設也還在起步階段。我國的數字化變電站建設的總思路是先把低電壓變電站(110kV以下)作為建設試點，通過一段時間的摸索，然后應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過數字化改造，所以現有的常規變電站就可以為數字化變電站技術的發展提供應用的平臺，而電網的發展也為變電站數字化技術提供契機。未來數字化變電站應用技術的成熟，將標志著新一代數字化電網的實現。

但一些數字化變電站關鍵技術和設備，如電子式互感器、智能斷路器技術、網絡通信技術等還處于實際應用的起步階段，需要進行大量的理論研究和運行經驗的積累。