摘要：本文就大型火力发电厂升压站中数字化技术的应用进行了分析和论证，并得出一个结论：数字化、自动化升压站将成为未来发展的主流方向。
关键词：数字化；发电厂；升压站；NCS
随着科学技术的不断发展，我国在自动化升压系统方面已经取得了一定成就，这也很大程度上保证了电厂运行的安全。但从目前看，仍然存在很多问题，例如接线复杂、数据利用率较低、缺少集成操作、功能独立等。在通信技术快速发展下，利用数字化技术，来解决电厂中机组运行过程中遇到的盲点和操控断点等问题，这将成为未来设计大型火力发电厂时用到的主流方案。
1.数字化升压站概述
1.1数字化升压站基本形态
按照IEC61850 的相关定义对数字化、自动化升压系统进行划分，一共被分为三层：过程层、间隔层和站控层。
数字化升压站中，站控层通常是由连接计算机网络系统的远动装置、工作站和主机等设备促成的，以实现对间隔层内部设备功能的管理和控制，而管理中心、全站监控也就由此形成，此可以和MIS、SIS、DCS、信息保护主站、调度中心等相互通信。
间隔层设备包括为间隔对象所配置的计量装置、测控装置、保护装置和与其他设备连接的转换设备等。
过程层设备能够实现通信接口与过程层、间隔层的相互通信，并完成控制命令和开关量的发送和接收，采样和交流的传输等以及与有关一次设备的功能。具有典型代表的设备内部含有传感器能够与间隔层设备实现智能终端以及信息交互等。
1.2数字化升压站的主要网络
应用数字化技术的升压站中，所用到的网络是经过相关实践的，并将具有较高可靠性和实时性的太网当成监控的主网。
2.传统NCS控制方案概述
NCS即网络监控系统，升压站中，利用500kV的NCS来控制和监视500kV的电气设备。整个NCS以及设备层和站控层所采用的的网络结构形式是双光钎的环网或双层结构设备的单层网。站控层内的设备就负责集中监控整个系统，为其配置有专门操作人员的培训、工作站以及五防、打印机、网络设备、公用设备等。构成设备层的设备主要是控制装置等，测控屏中安装组屏。500kV的系统和测试故障的录波器就负责对组网进行保护，再设置一台工程师站，以保护继电。
通过工作站，操作员就可以实现对隔离开关以及断路器的监视和控制。维护后台数据这项工作就主要由工程师站来负责。而测控单元就负责对本回路以及设备控制相关数据的采样。
该系统中的电压信号和电流都是模拟量，再就是报警信号都是开关量。回路控制的所有操作和采集到的所有信号都要用电缆进行连接。
3. 500kV 升压站数字化实施方案
3.1总体方案
升压站及主接线实际规模为：采用5000KV的高压线路并通过相关配电装置、变压器进行装置的有效连接。此外，该电站采用的是IEC61850通信协议，不同层之间均通过千兆光纤进行系统的连接，具体位置为间隔层、过程层。再者，该施工方案进行数据处理时采用的是对点的方式。
3.2防误操作闭锁
为进一步有效地实现变电站防误闭锁操作功能，需要借助监控系统的逻辑闭锁，此外，还需要在受控设备的操作回路中将闭锁回路串联在一起；间隔内防误闭锁由本间隔测控制装置进行实现；跨间隔防误闭锁则需要通过各个间隔测控装置来实现。各个装置之间不存在联系，因此，可以单独运行。
3.3时钟同步方案
变电站所采用的时钟均为统一时间，其中，两台为GPS主时钟，合并器、测控装置以及保护装置均采用直流B码进行时间校对。此外，合并器所具备的功能不会受到外界环境的影响，即便无法与外部同步时钟保持一致也能够依靠内部电流进行相关数据的同步。
4. 传统 NCS 控制方案与数字化方案的技术经济比较
4.1优越性比较
与传统升压站相比，数字化升压站的优越性主要表现在以下几个方面：一具有信息化平台，能够实现各功能的共享，以避免出现重复的设备，节省了成本；二控制电缆被通信网络所取代，不仅使接线变得简单，且节约了成本；二确保了传输的信号是可靠的；四对设备之间相互连接、操作的问题进行解决；五对场地布置进行了优化，对设备配置进行了精简等等。
4.2经济比较
通过在技术方面的比较，从成本上对传统方案与数字方案做相应的分析，主要是电缆通道、电缆以及智能设备上的成本；根据《火电限额造价指标2014》对表一（单位：万元）所搜集到的电缆数据进行估算。
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表一
由表一可知，与传统方案相比，如果使用数字化方案，节省到的投资成本将达到174.9466 万元。
5.结束语
综上所述，据经验分析，目前还没有发电厂有应用数字化方案的相关经验，在数字化应用上，还需要经过多方面的实践。但数字化升压站这一理念引起又一次的技术变革，就类似于以往的传统保护被微机保护所替代。数字化、自动化升压站将成为未来的发展主流。
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论文作者:卢新雅
论文发表刊物:《电力设备》2019年第19期
论文发表时间:2020/1/15
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