vPAC:迈向变电站自动化的未来
虚拟保护、自动化和控制 (vPAC) — 本质上是将继电器作为变电站服务器中的软件对象 — 可能看起来具有未来感，但认为它在我们有生之年不会普及，那就是无视现实。
诚然，其大规模应用需要时间，但作为一个概念，它已经在一些小型工业应用中进行了试验。
我们已经见证了 20 世纪 80 年代首次出现的基于微处理器的继电器 (MBRs) 被接受的过程。从那时起，计算能力取得了长足的进步，为如今完全虚拟的继电器奠定了基础，这些虚拟继电器保留了算法和计算智能，只是没有了物理设备元器件。
事实上，vPAC 已经到来，它所需的技术也已经存在于我们身边。
熟悉 IEC 61850 和数字变电站的人可以看到 vPAC 离我们有多近；其他人可能会猜测还有很长的路要走。幸运的是，一些社区和工作组（vPAC 联盟、IEEE、CIGRE 等）已经成立，它们研究虚拟变电站技术，并撰写论文、发表演讲、制作教程和指南，这些都是关于这一主题的有用信息来源。
从概念上讲，用纯以太网系统取代铜缆保护与控制 (P&C)，然后完全淘汰物理继电器，需要很多理解。目前，人们更多地考虑运营技术 (OT) 和网络安全问题，而不是这种新技术范式能为公司带来的好处。
尽管如此，继电器虚拟化仍在发展，甚至以不同的形式呈现。另一个概念，集中式保护与控制 (CPC)，将多个微处理器继电器 (MPR) 的任务整合到一个物理设备中，而 vPAC 功能则在软件环境中执行。
为了站在这些保护与控制技术进步的前沿，Doble Engineering 开始与一些知名公司合作，包括 ABB 和 Dell Technologies，这两家是全球电网和信息技术 (IT) 应用解决方案的市场领导者。这种合作的美妙之处在于每个参与者在系统中扮演的角色和积累的经验：大家相互学习。
这次合作促成了在 2025 年 DistribuTECH 展会和由 Texas A&M University 举办的第 78 届保护继电器工程师年度会议上的演讲。这两场演讲都展示了一个现场 vPAC 演示套件，该套件使用了 Doble 的继电器测试仪、ABB 的虚拟继电器和 Dell 的服务器。
在 Texas A&M 赞助的活动前一天，举办了一场会前 vPAC 教程。Doble 介绍了 IEC 61850 标准，ABB 介绍了继电器和虚拟保护概念，Dell 从服务器的角度解释了虚拟化。
在 Doble 的教程部分，使用一个强大测试仪处理了多种常规和数字测试场景：这一经济高效的解决方案为从模拟测试向数字测试的过渡提供了极大的帮助。
到目前为止，观众对 vPAC 技术的接受度是积极的。与保护冗余相关的问题是最常见的。这种担忧是自然的，自从保护时代开始就一直存在，并且无论使用何种技术，这种担忧都会持续下去。
进一步探索的三个要点：
- 与测试模拟继电器相比，测试虚拟继电器并不像看起来那么难。本质上，继电器测试仪只是将测试导线连接的介质从一束铜缆改为光纤或以太网电缆。Doble Engineering 正在努力使模拟 – 数字 – 虚拟的过渡尽可能无缝和轻松。
- 冗余可以存在于系统的任何部分，但通信通道的冗余是关键，因为它们是虚拟保护技术的支柱。
- 有些公司不仅提供基于 vPAC、CPC 和 IEC 61850 标准的保护应用解决方案，还拥有支持实施这些解决方案的知识和技术专长。Doble Engineering 就是这样的公司之一。
作者：Marcos Velazquez、Jun Verzosa、Joseph Stevenson 和 Jose Ruiz
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