-244- 唯电器 变电站自动化系统实际上就是一个数字信号处 理，到达目的地址后再解密还原为原始数据，从 理系统。信号处理的本质是信息的变换和提取，是 而防止非法用户对信息的截取和盗用。防火墙技 将信息从各种噪声、干扰的环境中提取出来，并变 术通过对网络的隔离和限制访问等方法，来控制 换为一种便于为人或机器所使用的形式。早期的信 网络的访问权限，从而保证数字化变电站系统的 号处理主要是采用模拟的处理方法，包括运算放大 网络安全。 电路、声表面波器件(SAW)以及电荷耦合器件 5数字化变电站发展展望 (CCD)等等。模拟处理最大的问题是不灵活、不稳 定。解决以上问题最好的方法就是采用数字信号处 从目前的情况来看，数字化变电站技术还有一 理技术。近年来高速实时数字信号处理(DSP)技术 些问题需要解决。但随着技术进步和电网运行的要 取得了飞速的发展，目前单片DSP芯片的速度已经 求，尤其是智能电器技术和电子式互感器技术的突 可以达到每秒16亿次定点运算(1600MPs),其高 飞猛进，符合EC61850标准的数字化变电站将得 速度、可编程、小型化的特点将使信息处理技术进 到迅速的应用和普及。因此，亟需制订符合 入一个新纪元。 EC61850标准的数字化变电站在中国的实施标准， 高速实时数据采集的采样速率目前已经可以大 重点研究一次设备数字化和智能化技术以及电子式 于1000MHz,高速实时ECL存储的速度可以达到 互感器的产业化技术，大力发展具有我国自主知识 3.5ns~5ns,EPLD/FPGA的集成密度已经可以达 产权的数字化变电站核心技术（例如EC61850核 到100万门，单片DSP芯片的速度已经可以达到每 心映射MMS/RFC10O6协议栈)，推广一致性测试、 秒16亿次定点运算(1600MIPs)【。这些技术指 仿真和培训系统，并要求各相关专业的多各厂商参 标已经完全能够满足数字化变电站的数据采集需 与互操作实验来验证不同ED的互操作能力。通过 求。 110kV数字化变电站的应用研究和示范工程的实 4 数字化变电站自动化系统建设实施中的 施，开发变电站所需的各种设备和软件，总结数字 化变电站的建设、管理、维护和运行的实践经验，， 主要问题 研究并制定数字化变电并站设计、建设、运行、维 在EC61850为变电站定义的三个层次中，数 护和管理的各种规范，为今后大规模推广建设110 字化变电站自动化系统的研究正在自下而上逐步发 kV数字化变电站并应用于更高电压等级的变电站 展。目前研究的主要内容集中在过程层方面，诸如 打下良好基础具有十分重要的现实意义。 智能化开关设备、光电互感器、状态检测等技术与 参考文献 设备的研究开发。国内外均有一定的经验，国内有 [1]黄益庄.变电站综合自动化技术[0.北京：中国电力 关机构投入了相当的人力物力进行开发研究，并且 出版社，2000. 在某些方面取得了实质性的进展。但归纳起来，目 HUANG Yi-zhuang.Substation Automation 前主要存在的问题是：(1)研究开发过程中专业协作 Technology[M].Beijing:China Electric Power Press, 仍有待加强，比如智能化电器的研究至少存在机、 2000. 电、光三个专业协同攻关，单一专业取得全面突破 [2] 徐礼葆，刘宝志，郝燕丽开放式数字化变电站自动化 仍有相当大的困难；(2)材料器件方面的缺陷及性能 系统的讨论[J刀.继电器，2004,32(6)：40-44. 改进；(3)试验设备、测试方法、检验标准，特别是 XU Li-bao,LIU Bao-zhi,HAO Yan-li.The Discussion of EMC(电磁干扰与兼容)控制与试验还是薄弱环节： Open Type Transformer Substation Automation[J].Relay, (4)数字化变电站的管理模式与传统变电站有很大 2004,32(6):40-44. [3] 刘振亚.国家电网公司输变电工程典型设计一110KV 区别，需要根据其自身特点制订相应的管理操作规 变电站分册[M].北京：中因电力出版社，2005. 程，不能完全套用传统结构的变电站：(5)数字化 LIU Zhen-ya,et.Al.Typical Designs for the Engineering 变电站的系统安全问题尤其突出，由于数字化变电 of Power Transferring and Transforming in State 站采用的软硬件平台易于受到黑客等外部攻击，因 Grid-110KV Substations[M].Beijing:China Electric 此从设计到实施系统的安全措施都十分重要。目前 Power Press,2005. 可采用的技术措施分为物理隔离、加密技术与防火 [4] 高翔.数字化变电站应用展望.华东电力，2006，(8). 墙。关于变电站网络的物理隔离和物理分段，国家 GAO Xiang.Application prospects of digital 电力调度通信中心已经有明确的规定，一定不能忽 substations.[J]East China Power,2006,(8). 略。加密技术可以对网络中传输的数据进行加密处 [5] 全国电力系统控制及其通信标准化委员会．2“． 继电器 变电站自动化系统实际上就是一个数字信号处 理系统。信号处理的本质是信息的变换和提取，是 将信息从各种噪声、干扰的环境中提取出来，并变 换为一种便于为人或机器所使用的形式。早期的信 号处理主要是采用模拟的处理方法，包括运算放大 电路、声表面波器件(SAW)以及电荷耦合器件 (CCD)等等。模拟处理最大的问题是不灵活、不稳 定。解决以上悯题最好的方法就是采用数字信号处 理技术。近年来高速实时数字信号处理(DSP)技术 取得了飞速的发展，目前单片DSP芯片的速度已经 可以达到每秒16亿次定点运算(1600 MIPs)，其高 速度、可编程、小型化的特点将使信息处理技术进 入一个新纪元。 高速实时数据采集的采样速率目前已经可以大 于1000 MHz，高速实时ECL存储的速度可以达到 3．5 ns～5 as，EPLD／FPGA的集成密度已经可以达 到100万门，单片DSP芯片的速度已经可以达到每 秒16亿次定点运算(1600 MIPs)[141。这些技术指 标已经完全能够满足数字化变电站的数据采集需 求。 ， 4 数字化变电站自动化系统建设实施中的 主要问题 在IEC61850为变电站定义的三个层次中，数 字化变电站自动化系统的研究正在自下而上逐步发 展。目前研究的主要内容集中在过程层方面，诸如 智能化开关设备、光电互感器、状态检测等技术与 设备的研究开发。国内外均有一定的经验，国内有 关机构投入了相当的人力物力进行开发研究，并且 在某些方面取得了实质性的进展。但归纳起来，目 前主要存在的问题是：(1)研究开发过程中专业协作 仍有待加强，比如智能化电器的研究至少存在机、 电、光三个专业协同攻关，单一专业取得全面突破 仍有相当大的困难；(2)材料器件方面的缺陷及性能 改进；(3)试验设备、测试方法、检验标准，特别是 EMC(电磁干扰与兼容)控制与试验还是薄弱环节； (4)数字化变电站的管理模式与传统变电站有很大 区别，需要根据其自身特点制订相应的管理操作规 程，不能完全套用传统结构的变电站；(5)数字化 变电站的系统安全问题尤其突出，由于数字化变电 站采用的软硬件平台易于受到黑客等外部攻击，因 此从设计到实施系统的安全措施都十分重要。目前 可采用的技术措施分为物理隔离、加密技术与防火 墙。关于变电站网络的物理隔离和物理分段，国家 电力调度通信中心已经有明确的规定，一定不能忽 略。加密技术可以对网络中传输的数据进行加密处 理，到达目的地址后再解密还原为原始数据，从 而防止非法用户对信息的截取和盗用。防火墙技 术通过对网络的隔离和限制访问等方法，来控制 网络的访问权限，从而保证数字化变电站系统的 网络安全‘151。 5数字化变电站发展展望 从目前的情况来看，数字化变电站技术还有一 些问题需要解决。但随着技术进步和电网运行的要 求，尤其是智能电器技术和电子式互感器技术的突 飞猛进，符合IEC61850标准的数字化变电站将得 到迅速的应用和普及。因此，亟需制订符合 IEC61850标准的数字化变电站在中国的实施标准， 重点研究一次设备数字化和智能化技术以及电子式 互感器的产业化技术，大力发展具有我国自主知识 产权的数字化变电站核心技术(例如IEC61850核 心映射MMS／】陋c1006协议栈)，推广一致性测试、 仿真和培训系统，并要求各相关专业的多各厂商参 与互操作实验来验证不同IED的互操作能力。通过 110 kV数字化变电站的应用研究和示范工程的实 施，开发变电站所需的各种设备和软件，总结数字 化变电站的建设、管理、维护和运行的实践经验，． 研究并制定数字化变电并站设计、建设、运行、维 护和管理的各种规范，为今后大规模推广建设110 kV数字化变电站并应用于更高电压等级的变电站 打下良好基础具有十分重要的现实意义。 参考文献 ，· [1]黄益庄．变电站综合自动化技术[M]．北京：中国电力 出版社，2000． HUANG Yi—zhuang． Substation Automation Technology[M]．Beijing：China Electric Power Press， 2000． [2] 徐礼葆，刘宝志，郝燕丽．开放式数字化变电站自动化 系统的讨论[J]．继电器，2004，32(6)：40—44． XU Li—bao。LIU Bao·zhi，HAO Yan—li．The Discussion of Open Type Transformer Substation Automation[J]．Relay, 2004，32(6)：40-44． [3]刘振亚．国家电网公司输变电工程典型设计一110KV 变电站分册[M]．北京：中国电力出版社，2005． LIU Zhen·ya,et．AI．Typical Designs for the Engineering of Power Transferring and Transforming in State Grid—I 10KV Substations[M]．Beijing：China Electric Power Press，2005． [4] 高翔．数字化变电站应用展望．华东电力，2006，(8)． GAO Xiang． Application prospects of digital substations．【J】East China Power,2006，(8)． [5]全国电力系统控制及其通信标准化委员会