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摘要：随着我国电网朝着智能化、自动化、自愈化方向发展，在智能电网发展的浪潮推动下，数字化变电站在我国不断兴起。并带动了电网继电保护领域技术的不断革新，光电转换技术、网络通讯技术、微电网技术、智能开关技术迅速发展。文章结合工作实践，简介了数字化变电站及其构成，并重点讨论了数字化环境下的继电保护技术，与广大同行共享和交流。
关键词：数字化；变电站；继电保护；技术研究
1数字化变电站及其构成
数字化变电站是伴随智能电网建设而出现的一个概念，是与传统变电站相对而言的。数字化变电站在信息采集、传输、处理、输出过程中，能够实现全部数字化，其基本特征为设备智能化、通信网络化、模型和通信协议统一化、运行管理自动化。
与传统的变电站相比，数字化变电站具有明显的优势，更加适用于智能电网的发展。数字化变电站基于IEC61850标准，具有以下特点和优势：
①采用IEC61850国际标准通信协议，电网内设备能够共享统一的信息平台，从而简化了信息传输通道，提高了信号传输的可靠性和兼容性，提升了设备间的互操作性。
②大量使用非常规电流/电压互感器和智能开关设备，如光电互感器和电子式互感器、智能断路器等，实现了模拟量采样的数字化、一次设备的智能化，从而提升了采样的精度，降低了变电站整体设计、建设和运行的成本。
③大量使用光缆取代电缆，进一步提高自动化和管理水平，传统的电缆采用电信号传输，二次回路接线完成后，需要进行繁琐的查线工作，而非常规互感器的使用，使得数据的传输具有标记和自纠正功能，数据传输更加便捷，不仅降低了接线难度和工作量，而且避免电缆带来的电磁兼容、传输过电压和两点接地等问题，减少了变电站生命周期成本。
2数字化继电保护装置的特点
2.1数字化继电保护装置接口的实现在目前的数字化变电站中，利用电子式的互感器对收集到的信息进行处理。这些收集到的信心，通过互感器内部的光纤用数字信号的传输方式输送到低压端，再经过合并单元的转化之后，输出格式正确的数据。相较于传统继电保护系统的模拟量输入，数字化继电保护装置所使用的合并单元中光纤传输，能够减少A/D变换插件、低通滤波插件的工作，其效率更高。
2.2传统与数字化保护装区别传统保护装置的硬件与数字化保护装置硬件之间的区别在于，其微处理器是数字电路构成的基础，其核心单元四周存在这不同的接口。传统的微机保护装置主要有数据处理单元、开光量输入/输出回路、模拟量输入接口、通信接口等几个主要的单元。
数字化保护装置则使用电子式互感器来对数据进行收集，这是与传统保护装置硬件结构方面最大的不同。数字化继电保护装置的组成部分主要有：开入单元、中央处理单元、光接收单元、出口单元、通信接口等单元。
3数字化变电站的继电保护技术研究
3.1通信功能网络化
此外，数字化保护在通信方面具有比传统保护更强大的功能，基于数字化变电站全站统一的数据平台和GOOSE通信技术，数字化保护使用合并单元，具有更强的实时性和共享性。过程层的智能操作机构和合并单元采集的数据，可以实现全站所有设备共享，极大的提升了数据传输和处理的效率。例如，对于间隔配置较多的变电站母线保护，传统保护需要配置和增加CT/PT来完成数据采集，而数字化母线保护只需要接收由过程层传送的采样数据和开关量信息，并通过GOOSE网络发送到相关处理单元，经CPU处理后，即可实现相应的告警、跳闸等功能。
随着装置通信网络化的实现，以及通讯技术的提升，应用于更大规模变电站保护的站域保护和网络化保护也得到进一步发展，充分利用通信网络化的优势，结合网络化和数字化的研究成果，形成全站数据有机统一和实时共享，进行智能化分析和状态输出。
3.2装置性能简单化
数字化保护的装置性能也比传统保护得到极大的扩充，传统继电保护设备的测量、录波、开关状态监视等功能的实现更加简单，都可以在数字化保护的内部实现。基于新型互感器的使用，使得传统保护面对的电流互感器饱和、传变特性变差、互感器断线等问题不再存在，保护装置不再需要针对断线和饱和设置相应的闭锁逻辑，不仅省略了保护内部程序处理，现场也无需对这些逻辑再进行校验，有利于保护原理的改善和新判据的研究。
3.3硬件配置模块化
与传统的继电保护保护装置相比，数字化保护的硬件性能大大简化。传统的微机保护集状态信号采集、模拟量采样和测量、保护逻辑处理、出口跳闸功能于一体，因而，装置硬件包括电源模块、CPU模块、交流采样模块、开入开出模块以及装置箱体等，基于保护设备的类型、特性、保护范围不同，所需要进行的硬件配置和板卡数量也不同，难以实现数据采集和处理的模块化。
由于数字化保护采用了电子式或光电互感器来代替常规的CT和PT，所以不再需要模拟量输入、采样保持、A/D转换等环节，保护配置更加简单。由新型互感器和合并单元来实现传统保护装置的数据采集和处理功能，智能操作箱来完成相应的跳合闸功能，因而，数字化保护仅需要电源模块和CPU模块以及装置箱体，即可完成保护功能，且在统一的硬件平台下，能够实现高度的标准化和模块化，有利于装置设计成本的降低，也简化了数字化变电站的维护工作量。
3.4装置软件元件化
数字化保护装置软件元件化的优势在中低压领域体现尤为明显，高压保护准入门槛较高，继电保护技术相对成熟，而中低压领域的继电保护产品往往具有较多的工程需求变化，且设备制造厂家相对较多，经常需要进行频繁的程序修改，对传统保护来说，程序的升级和维护的过程难免带来风险，由于程序的不同模块可能由不同人员来研究，难以进行有效的统一管理，且程序每次升级后要重新进行封装，所以，每次程序的更改或升级也给装置的可靠性带来影响。
在数字化环境下，可以进行软件的元件化处理，通过高级语言，将保护功能进行合理封装，形成众多的模块黑匣子，再组成保护功能元件库，通过开放的标准元件库的提取和组装，既有利于提升装置对现场的适应能力，降低了新产品开发和升级中更换程序可能带来的不确定因素，也有利于设备的互操作性实现，在较为统一的软件平台下，与其他厂家的设备增强兼容性和互操作性。
针对我国目前的情况来说，网络化、数字化、自动化、统一化智能电系统的建立，在接下来的十年之内，通过确立分阶段建设目标以及规划设计目标等的战略决策来实现。而全面建设数字化变电站是智能电网系统建设的重要前提。然而对于继电保护技术这一重点技术的要求，也随着数字化变电站的发展而增长。但我国的数字化继电保护技术在各个方面都还存在着不同程度的问题。总而言之，数字化继电保护技术的推广与创新势在必行。
4结语
智能电网的发展为数字化变电站提供了广阔的应用空间，带来了继电保护装置外部环境的变革，电网的继电保护技术必将由“保护装置”时代向“保护系统”时代转变，一次与二次设备逐渐融合，新的发展形势下，如何有效提升继电保护的动作性能，实现保护技术的飞跃，是广大电网继电保护工作人员面临的新命题和新挑战。
参考文献
[1]李仲青，周泽昕，黄毅，等.数字化变电站继电保护适应性研究[J].电网技术，2011，（5）.
[3]刘成君，张恺凯.数字化变电站及其对继电保护的影响[J].电工电气，2010，（4）.