我国的微机保护原理和技术已经相当成熟。常规变电站发生事故的主要原因是电缆老化接地引起的误动作、CT特性劣化和不一致引起的故障、易出错的季节性投切压板。数字化变电站可以从根本上解决这些问题。
数字化变电站采用电子式互感器,从根本上解决了电流互感器动态范围小、饱和等问题,从源头上保证了保护的可靠性。所有信息通过光纤网络传输后,二次回路的设计大大简化,保护压板、按钮和手柄的数量大大减少,运维人员的“三误”明显减少。光纤的应用也彻底解决了电缆老化的问题,系统的可靠性得到了充分的保障。
此外,数字化变电站中IEC 61850支持的互操作性使用户摆脱了不同厂商设备互联难度的限制,提高了变电站产品选择的自由度。不仅如此,通用的配置方式提高了用户对设备的控制能力,即使某些设备供应商出现问题,该产品仍然可以与其他设备组织在统一的系统中,从而保护变电站的投资。标准化的信息模型实现了变电站信息共享。一些必须由IED实现的保护功能可以由一个软件模块实现,如母线保护、备用自动切换等。设备的减少减少了变电站的面积,节约了大量成本,提高了可靠性。二次回路的设计得到简化,接线大大减少,安装、调试和维护的工作量明显减少,维护人员从繁杂的接线校验中解脱出来。数字化变电站实现了信息共享,设备提供了更丰富的状态监测信息。根据这些信息可以实现更智能的维护,包括故障诊断和定位,维护更简单。电缆的大量减少也节省了大量投资。这些节约足以抵消网络投资的增加。虽然总投资和常规变电站差不多,但数字化变电站的性价比有了很大提高。
过去,制约数字化变电站发展的主要因素是IEC 61850应用不成熟,智能一次设备技术不成熟,网络安全存在一些隐患。然而,2005年国家电网通信中心组织的IEC 61850互联互通试验极大地推动了IEC 61850在数字化变电站中的研究和应用。目前IEC 61850技术在变电站层和间隔层已经比较成熟,间隔层和过程层的通信技术也是基于大量操作站的积累逐渐成熟。
近年来,国内智能一次设备产品质量提升非常快。从近期一些试运行站的反馈可以看出,智能一次设备已经从最初的不稳定达到了基本满足现场应用的水平。工业以太网应用于具有微机保护的电力系统,近年来已成为变电站自动化系统的主流通信方式。大量工程实践证明,站控层与间隔层之间的以太网通信的可靠性没有问题。而间隔层和过程层之间的通信要求更高的实时性和可靠性,但这一难题通过近两年的研究和实践得到了解决。可以说,原有的制约数字化变电站发展的因素已经一一消除。
同时必须看到,虽然数字化变电站技术已经基本达到工程应用水平,但是技术上还有很大的提升空间,运行规程带来的变化也需要进一步的研究和经验积累。因此,最近两年仍将是数字化变电站试运行和经验积累阶段。