前言

隨著智能電網日漸成為當前關注的熱點，建設智能電網已成為世界各國電網發展的目標，也是電網未來發展的方向。

智能電網涉及電力系統的各個方面，近年來在實現變電站全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化的基礎上，采用先進、可靠、集成、低碳、環保的智能電子設備，自動完成站內信息的采集、測量、控制、保護、計量等基本功能，并可以根據需要支持電網實時自動控制、智能調節、在線分析決策、協同互動等高級應用功能的數字化和智能化變電站已從試點研究向規?；\用發展。目前，國家已經建立并投運了近7000個數字化變電站。根據國內電網的數字化變電站建設發展規劃，3～5年之后，我國新設計的變電站項目中將有50%以上采用數字化技術。目前，云南電網已有曲靖110kV翠峰變電站、昆明220kV晉城變電站、普洱110kV景東變電站、昆明110kV吳家營變電站等多個數字式變電站采用了電子式互感器和數字式電能表。在數字化變電站中，傳統的電流、電壓互感器被電子互感器（或變換成數字量輸出的互感器）替代，通過大量運用的數字量輸入的數字化設備，保護、測量、計量等二次設備均采用接收IEC61850規約的數字信號，使數字式電能表等數字式儀表通過接收光纖輸送的電壓和電流信號，計算得到瞬時功率和電能量。

數字化變電站電能計量裝置及其他二次設備由電子式互感器、光纖網絡和數字式儀表組成。與傳統的電能計量裝置及其他二次設備相比具有諸多優點：一是數字式電能表等數字式儀表本身只接收數字信號來進行計算，理論上沒有測量誤差，利用光纜傳輸數字信號，計量裝置等二次設備二次回路不存在電壓損耗，沒有回路壓降產生，電能計量裝置及其他二次設備的誤差只有互感器帶來的誤差；二是光纜傳輸數字信號不存在電壓互感器二次回路短路、電流互感器二次回路開路造成對設備和人身的危害。另外，電子式互感器絕緣簡單，不含鐵心，消除了磁飽和及鐵磁諧振等問題。這些都大大提高了計量裝置的準確性、安全性和可靠性。

但是，由于目前沒有數字化計量（測量）儀器的量值傳遞和溯源體系及標準設備，數字化計量（測量）儀器的準確性、可靠性和法制性無法得到保障，在涉及計費的計量點，往往需要安裝一套傳統計量裝置和一套數字式計量裝置，造成了大量不必要的浪費，限制了數字化計量儀器的發展。雖然數字式電能表理論上沒有測量誤差，但其有以下缺點：由于數字式電能表采用不同的采樣點數，易受處理器字長的影響；由于系統時鐘不統一，對數字式電能表計量誤差會產生影響；數字式電能表在未收到合并單元發來的數據包或收到的數據信息不合理時，會受到容錯能力影響；由于各種電壓、電流互感器輸出規格對應的計量量化系數不同，電壓、電流額定值對數字式電能表量化系數會產生影響；電能計量上對諧波的處理，是通過FFT分析實現的，不同的采樣點數會帶來FFT分析的不同結果；由于長期運行導致的穩定性和可靠性降低的影響，其誤差必然存在。

此外，目前智能變電站保護測控裝置與過程層設備的數據信息交互主要來自合并單元和智能終端，保護測控裝置需要同時接收一個或多個合并單元的采樣值數據和智能終端的GOOSE信息，并實時完成計算和邏輯判斷。保護測控裝置還要將跳閘命令等狀態信息實時發送到智能終端完成保護控制過程，這對智能化保護測控裝置的數據交換能力提出了很大的挑戰。數字化測控裝置是數字化變電站監控系統中的重要組成部分，而智能變電站的大量高速數字信息處理和通信處理要求，導致保護測控系統的靈活性、擴展性、互操作性受限。

本書主要闡述如何保證數字式儀表準確，如何保證接收數據可靠，如何保證數字報文異常時電能表正常工作，如何保證數字式電能表量值溯源，采用何種標準裝置來實現量值傳遞等亟待解決的問題。

為便于對照閱讀和理解，本書圖中的符號保留了與仿真軟件中一致的形式，不再按符號標準加以修改。

編者