淺述變電站綜合自動化系統(tǒng)

吳金龍

變電站綜合自動化系統(tǒng)是利用先進的計算機技術、現(xiàn)代電子技術、通訊技術和信息處理技術等實現(xiàn)變電站二次設備（包括繼電保護、控制、測量、信號、故障錄波、自動裝置及運動裝置等）的功能進行重新組合、優(yōu)化設計，對變電站全部設備的運行情況執(zhí)行監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動化系統(tǒng)。通過變電站綜合自動化系統(tǒng)內(nèi)各設備間相互交換信息，數(shù)據(jù)共享，完成變電站運行監(jiān)視和控制任務。變電站綜合自動化替代了變電站常規(guī)二次設備，簡化了變電站二次接線。變電站綜合自動化是提高變電站安全穩(wěn)定運行水平、降低運行維護成本、提高經(jīng)濟效益、向用戶提供高質量電能的一項重要技術措施。

一、變電站的結構

（一）分布式系統(tǒng)結構

按變電站被監(jiān)控對象或系統(tǒng)功能分布的多臺計算機單功能設備，將它們連接到能共享資源的網(wǎng)絡上實現(xiàn)分布式處理。系統(tǒng)結構的最大特點是將變電站自動化系統(tǒng)的功能分散給多臺計算機來完成。分布式結構方便系統(tǒng)擴展和維護，局部故障不影響其他模塊正常運行。該模式在安裝上可以形成集中組屏或分層組屏兩種系統(tǒng)組態(tài)結構，較多地使用于中、低壓變電站。

（二）集中式系統(tǒng)結構

集中式一般采用功能較強的計算機并擴展其I/O接口，集中采集變電站的模擬量和數(shù)量等信息，集中進行計算和處理，分別完成微機監(jiān)控、微機保護和自動控制等功能。由前置機完成數(shù)據(jù)輸入輸出、保護、控制及監(jiān)測等功能，后臺機完成數(shù)據(jù)處理、顯示、打印及遠方通訊等功能。

（三）分層分布式結構

按變電站的控制層次和對象設置全站控制級——變電站層（站級測控單元）和就地單元控制級——間隔層（間隔單元）的二層式分布控制系統(tǒng)結構。也可分為三層，即變電站層、通信層和間隔層。

這種結構相比集中式處理的系統(tǒng)具有以下明顯的優(yōu)點：可靠性提高，任一部分設備故障只影響局部，即將“危險”分散;可擴展性和開放性較高，利于工程的設計及應用;站內(nèi)二次設備所需的電纜大大減少，節(jié)約投資也簡化了調(diào)試維護。

二、變電站綜合自動化存在的問題

（一）生產(chǎn)廠家的問題

一是變電站綜合自動化設備的生產(chǎn)廠家過分重視經(jīng)濟利益，用戶又過分追求技術含量，而不重視產(chǎn)品的性能及實用性，結構、可靠性很差，甚至有些產(chǎn)品生產(chǎn)過程中缺乏起碼的質量保證措施，有些外購部件更是缺乏管理，因而導致部分投產(chǎn)的變電站問題較多。二是生產(chǎn)廠家對變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能、作用、結構及各項技術性能指標宣傳和介紹不夠，導致電力企業(yè)內(nèi)部專業(yè)人員對系統(tǒng)認識不透徹，造成設計漏洞較多。

（二）不同產(chǎn)品的接口問題

不同廠家的產(chǎn)品要在數(shù)據(jù)接口方面溝通，需花費軟件人員很大精力去協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)格式、通信規(guī)約等問題。當不同廠家的產(chǎn)品、種類很多時，問題會很嚴重。

如果所有廠家的自動化產(chǎn)品的數(shù)據(jù)接口遵循統(tǒng)一的、開放的數(shù)據(jù)接口標準，則上述問題可得到圓滿解決，用戶可以根據(jù)各種產(chǎn)品的特點進行選擇，以滿足自身的使用要求。

（三）抗干擾問題

變電站綜合自動化系統(tǒng)的抗干擾問題是一個非常重要然而卻常常被忽視的方面。傳統(tǒng)上的變電站綜合自動化設備出廠時抗干擾試驗手段相當原始，僅僅做一些開關、電焊機、風扇、手提電話等定性實驗，到現(xiàn)場后往往也只加上開合斷路器的試驗，一直沒有一個定量的指標，這是一個極大的隱患。

（四）有關監(jiān)控程序穩(wěn)定性的問題

變電站實現(xiàn)綜合自動化后，無論是有人值班還是無人值班，操作人員不是在變電站內(nèi)就是在主控站或調(diào)度室內(nèi)，面對顯示器進行變電站的全方位監(jiān)視和操作。所以監(jiān)控系統(tǒng)能否保持長時間穩(wěn)定無故障的運行，對提高變電站的運行管理水平和安全可靠性是非常重要的。

變電站實現(xiàn)綜合自動化后，很多的運行維護工作都需要通過微機裝置來完成。但綜合自動化裝置的硬件更新?lián)Q代非?？?，所選用的設備可能很快就變成落后產(chǎn)品。監(jiān)控軟件有時會存在難以發(fā)現(xiàn)的缺陷，以至導致監(jiān)控維護工作不能正常進行，影響變電站的安全運轉。隨著綜合自動化技術的不斷進步，這些問題都會逐步得到解決。這也提醒設計人員在選擇綜自產(chǎn)品及后臺監(jiān)控系統(tǒng)時，要綜合考慮多方面因素，選出一種程序運行穩(wěn)定、功能齊全、硬件配置相對超前的綜自產(chǎn)品。

三、結語

隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，電力工業(yè)作為很重要的國家戰(zhàn)略企業(yè)，十分重視電力系統(tǒng)綜合自動化技術的發(fā)展。實現(xiàn)變電站綜合自動化，是電力工業(yè)發(fā)展的趨勢，對電力技術的發(fā)展來說，具有重要的意義，也是電力工業(yè)發(fā)展的顯著標志。雖然變電站綜合自動化技術在20世紀80年代后才被開發(fā)應用，但由于在技術性能上的潛在能力，必將被廣泛地應用于國家各個城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)中，應用前景十分巨大。

（作者單位：國家電網(wǎng)紹興供電公司）endprint