變電站是電力系統中不可(kě)缺少的(de)重要環節，它擔負著(zhe)電能轉換和(hé)電能重新分(fēn)配的(de)繁重任務，對(duì)電網的(de)安全和(hé)經濟運行起著(zhe)舉足輕重的(de)作用(yòng)。爲了(le)提高(gāo)變電站安全穩定運行水(shuǐ)平，降低運行維護成本，提高(gāo)經濟效益，向用(yòng)戶提供高(gāo)質量電能服務，變電站綜合自動化(huà)技術開始興起并得(de)到廣泛應用(yòng)。
  變電站綜合自動化(huà)是将變電站的(de)二次設備(包括控制、信号、測量、保護、自動裝置及遠(yuǎn)動裝置等)應用(yòng)計算(suàn)機技術和(hé)現代通(tōng)信技術，經過功能組合和(hé)優化(huà)設計，對(duì)變電站實施自動監視、測量、控制和(hé)協調，以及與調度通(tōng)信等綜合性的(de)自動化(huà)系統。實現變電站綜合自動化(huà)，可(kě)提高(gāo)電網的(de)安全、經濟運行水(shuǐ)平，減少基建投資，并爲推廣變電站無人(rén)值班提供了(le)手段。計算(suàn)機技術、信息技術和(hé)網絡技術的(de)迅速發展，帶動了(le)變電站綜合自動化(huà)技術的(de)進步。近年來(lái)，随著(zhe)數字化(huà)電氣量測系統(如光(guāng)電式互感器或電子式互感器)、智能電氣設備以及相關通(tōng)信技術的(de)發展，變電站綜合自動化(huà)系統正朝著(zhe)數字化(huà)方向邁進。
一、變電站綜合自動化(huà)系統的(de)主要功能
變電站綜合自動化(huà)系統的(de)基本功能體現在下(xià)述6個(gè)子系統的(de)功能中：
1監控子系統;
2繼電保護子系統;
3電壓、無功綜合控制子系統;
4電力系統的(de)低頻(pín)減負荷控制子系統;
5備用(yòng)電源自投控制子系統;
6通(tōng)信子系統。
這(zhè)部分(fēn)内容比較豐富，且有許多(duō)文獻對(duì)之進行了(le)詳細說明(míng)，因此本文不再詳述。
二、傳統變電站自動化(huà)系統
1.系統結構
目前國内外變電站綜合自動化(huà)系統的(de)結構，從設計思想分(fēn)類有以下(xià)三種：
(1)集中式
采用(yòng)不同檔次的(de)計算(suàn)機，擴展其外圍接口電路，集中采集變電站的(de)模拟量、開關量和(hé)數字量等信息，集中進行處理(lǐ)運算(suàn)，分(fēn)别完成微機監控、微機保護和(hé)一些自動控制等功能。其特點是：對(duì)計算(suàn)機性能要求較高(gāo)，可(kě)擴性、可(kě)維護性差，适用(yòng)于中、小型變電站。
(2)分(fēn)布式
按變電站被監控對(duì)象或系統功能劃分(fēn)，多(duō)個(gè)CPU并行工作，各CPU之間采用(yòng)網絡技術或串行方式實現數據通(tōng)信。分(fēn)布式系統擴展和(hé)維護方便，局部故障不影(yǐng)響其他(tā)模塊正常運行。該模式在安裝上可(kě)以集中組屏或分(fēn)屏組屏。
(3)分(fēn)散分(fēn)布式
間隔層中各數據采集、控制單元(I/O單元)和(hé)保護單元就地分(fēn)散安裝在開關櫃上或其他(tā)設備附近，各個(gè)單元之間相互獨立，僅通(tōng)過通(tōng)信網互聯，并同變電站級測控主單元通(tōng)信。能在間隔層完成的(de)功能不依賴于通(tōng)信網，如保護功能。通(tōng)信網通(tōng)常是光(guāng)纖或雙絞線，最大(dà)限度地壓縮了(le)二次設備和(hé)二次電纜，節省了(le)工程建設投資。安裝既可(kě)以分(fēn)散安裝于各間隔，也(yě)可(kě)以在控制室中集中組屏或分(fēn)層組屏，還(hái)可(kě)以一部分(fēn)在控制室中，另一部分(fēn)分(fēn)散在開關櫃上。
2.存在的(de)問題
變電站綜合自動化(huà)系統取得(de)了(le)良好的(de)應用(yòng)效果參1，但也(yě)有不足之處，主要體現在：1一次和(hé)二次之間的(de)信息交互還(hái)是延續傳統的(de)電纜接線模式，成本高(gāo)，施工、維護不便;2二次的(de)數據采集部分(fēn)大(dà)量重複，浪費資源;3信息标準化(huà)不夠，信息共享度低，多(duō)套系統并存，設備之間、設備與系統之間互聯互通(tōng)困難，形成信息孤島，信息難以被綜合應用(yòng);4發生事故時(shí)，會出現大(dà)量的(de)事件告警信息，缺乏有效的(de)過濾機制，幹擾值班運行人(rén)員(yuán)對(duì)故障的(de)正确判斷。
三、數字化(huà)變電站
數字化(huà)變電站是變電站自動化(huà)發展的(de)下(xià)一個(gè)階段，《國家電網公司“十一五”科技發展規劃》已明(míng)确提出在“十一五”期間要研究數字化(huà)變電站并建設示範站，且目前已有數字化(huà)變電站建成并投入運行，如福州會展變110千伏數字化(huà)變電站。
1.數字化(huà)變電站的(de)概念
數字化(huà)變電站指信息采集、傳輸、處理(lǐ)、輸出過程完全數字化(huà)的(de)變電站，基本特征爲設備智能化(huà)、通(tōng)信網絡化(huà)、運行管理(lǐ)自動化(huà)等。
數字化(huà)變電站有以下(xià)主要特點：
(1)一次設備智能化(huà)
采用(yòng)數字輸出的(de)電子式互感器、智能開關(或配智能終端的(de)傳統開關)等智能一次設備。一次設備和(hé)二次設備間用(yòng)光(guāng)纖傳輸數字編碼信息的(de)方式交換采樣值、狀态量、控制命令等信息。
(2)二次設備網絡化(huà)
二次設備間用(yòng)通(tōng)信網絡交換模拟量、開關量和(hé)控制命令等信息，取消控制電纜。
(3)運行管理(lǐ)系統自動化(huà)
應包括自動故障分(fēn)析系統、設備健康狀态監測系統和(hé)程序化(huà)控制系統等自動化(huà)系統，提升自動化(huà)水(shuǐ)平，減少運行維護的(de)難度和(hé)工作量。
2.數字化(huà)變電站的(de)主要技術特征
(1)數據采集數字化(huà)
數字化(huà)變電站的(de)主要标志是采用(yòng)數字化(huà)電氣量測系統(如光(guāng)電式互感器或電子式互感器)采集電流、電壓等電氣量，實現了(le)一、二次系統在電氣上的(de)有效隔離，增大(dà)了(le)電氣量的(de)動态測量範圍并提高(gāo)了(le)測量精度，從而爲實現常規變電站裝置冗餘向信息冗餘的(de)轉變以及信息集成化(huà)應用(yòng)提供了(le)基礎。
(2)系統分(fēn)層分(fēn)布化(huà)
變電站自動化(huà)系統的(de)發展經曆了(le)從集中式向分(fēn)布式的(de)轉變，第二代分(fēn)層分(fēn)布式變電站自動化(huà)系統大(dà)多(duō)采用(yòng)成熟的(de)網絡通(tōng)信技術和(hé)開放式互連規約，能夠更完整地記錄設備信息并顯著地提高(gāo)系統的(de)響應速度。數字化(huà)變電站自動化(huà)系統的(de)結構在物(wù)理(lǐ)上可(kě)分(fēn)爲兩類，即智能化(huà)的(de)一次設備和(hé)網絡化(huà)的(de)二次設備;在邏輯結構上根據IEC61850通(tōng)信标準定義，可(kě)分(fēn)爲“過程層”、“間隔層”、“站控層”三個(gè)層次。各層次内部及層次之間采用(yòng)高(gāo)速網絡通(tōng)信。
(7)系統結構緊湊化(huà)和(hé)建模标準化(huà)
數字化(huà)電氣量測系統具有體積小、重量輕等特點，可(kě)以将其集成在智能開關設備系統中，按變電站機電一體化(huà)設計理(lǐ)念進行功能優化(huà)組合和(hé)設備布置。在高(gāo)壓和(hé)超高(gāo)壓變電站中，保護裝置、測控裝置、故障錄波及其他(tā)自動裝置的(de)I/O單元作爲一次智能設備的(de)一部分(fēn)，實現了(le)IED的(de)近過程化(huà)(process-close)設計;在中低壓變電站可(kě)将保護及監控裝置小型化(huà)、緊湊化(huà)并完整地安裝在開關櫃上。
IEC 61850确立了(le)電力系統的(de)建模标準，爲變電站自動化(huà)系統定義了(le)統一、标準的(de)信息模型和(hé)信息交換模型，其意義主要體現在實現智能設備的(de)互操作性、實現變電站的(de)信息共享和(hé)簡化(huà)系統的(de)維護、配置和(hé)工程實施等方面。
3. IEC 61850标準
IEC 61850是國際電工委員(yuán)會TC57工作組制定的(de)《變電站通(tōng)信網絡和(hé)系統》系列标準，是基于網絡通(tōng)信平台的(de)變電站自動化(huà)系統唯一的(de)國際标準，也(yě)将成爲電力系統從調度中心到變電站、變電站内、配電自動化(huà)無縫連接的(de)通(tōng)信标準，還(hái)可(kě)望成爲通(tōng)用(yòng)網絡通(tōng)信平台的(de)工業控制通(tōng)信标準。
與傳統的(de)通(tōng)信協議(yì)體系相比，在技術上IEC 61850有如下(xià)突出特點：1使用(yòng)面向對(duì)象建模技術;2使用(yòng)分(fēn)布、分(fēn)層體系;3使用(yòng)抽象通(tōng)信服務接口(ACSI)、特殊通(tōng)信服務映射SCSM技術;4使用(yòng)MMS(Manufacture Message Specification)技術;5具有互操作性;6具有面向未來(lái)的(de)、開放的(de)體系結構。

 四、結論
變電站自動化(huà)系統在我國的(de)應用(yòng)已經取得(de)了(le)非常顯著的(de)效果，對(duì)提高(gāo)電網的(de)安全經濟運行水(shuǐ)平起到了(le)重要的(de)作用(yòng)。目前随著(zhe)新技術的(de)不斷發展，數字化(huà)變電站正在興起。與傳統變電站相比，數字化(huà)變電站具有以下(xià)優勢：減少二次接線，提升測量精度，提高(gāo)信号傳輸的(de)可(kě)靠性，避免電纜帶來(lái)的(de)電磁兼容、傳輸過電壓和(hé)兩點接地等問題，解決設備間的(de)互操作問題，變電站的(de)各種功能可(kě)共享統一的(de)信息平台，避免設備重複，自動化(huà)運行和(hé)管理(lǐ)水(shuǐ)平進一步提高(gāo)。數字化(huà)變電站是變電站自動化(huà)技術的(de)發展方向。