站域綜合自動化技術(shù)應(yīng)用及其發(fā)展

李國治

摘 要：站域綜合自動化在變電站自動化系統(tǒng)中扮演著越來越重要的角色，電力系統(tǒng)能夠可靠性的運行并且安全穩(wěn)定的輸出高質(zhì)量不間斷的電源與電力自動化的快速發(fā)展有著密切的聯(lián)系，站域綜合自動化在整個電力生產(chǎn)、輸送、供應(yīng)的各個環(huán)節(jié)越來越發(fā)揮著重要使命，因此，站域綜合自動化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展使得變電站的技術(shù)有了更高的發(fā)展水平，對于更好的服務(wù)變電站無人值守的模式提供了強有力的技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：站域綜合自動化；介紹；技術(shù)應(yīng)用應(yīng)用；發(fā)展

1 站域綜合自動化系統(tǒng)

后臺監(jiān)控系統(tǒng)是站域綜合自動化系統(tǒng)的重要組成部分，用于綜合自動化變電站的計算機監(jiān)視、管理和控制或用于集控中心對無人值班變電站進行遠方控制。監(jiān)控工作站一般由主、備兩臺計算機組成，每一臺計算機上都單獨裝有圖形編輯、數(shù)據(jù)量采集、通信模塊、報警管理、報表管理等模塊，負責(zé)變電站的全站監(jiān)控。數(shù)據(jù)采集功能和遙信量的采集，在此方面，以光電隔離技術(shù)為基礎(chǔ)去實現(xiàn)系統(tǒng)輸入，或者以直接通信的方式來完成，是當前最為普遍的做法。遙脈量的采集與發(fā)送主要通過報文的方式傳輸，其可靠性更高，對一次設(shè)備的遙控可以依靠程序化完成，提高了全站倒閘操作的效率。數(shù)據(jù)計算和統(tǒng)計主要有下列數(shù)據(jù)：進線線路的有功、無功功率，主變壓器的有功、無功功率，對于每一段母線電壓而言，都可以對于其最大值，最小值以及相關(guān)時間進行記錄，當然也牽涉到獨立負荷，每天的峰谷值以及時間等相關(guān)信息，電壓合格率、總負荷、功率因數(shù)、電能量累計等。后臺監(jiān)控系統(tǒng)還能完成信號監(jiān)視和處理，現(xiàn)場設(shè)備的報警處理，并且移植了電腦五防及閉鎖系統(tǒng)，使得后臺監(jiān)控系統(tǒng)的功能更加完善。后臺監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能有：運行記錄功能、人機聯(lián)系功能、顯示畫面與數(shù)據(jù)功能。如實時的顯示電氣主接線圖，全站斷路器和隔離開關(guān)的電氣位置指示；電壓電流運行情況；有功功率和無功功率數(shù)據(jù)信息；功率因數(shù)和電能信息；系統(tǒng)頻率和潮流信息等，都可在電氣主接線圖中顯示出來。運行人員密碼更改；保護定值的改設(shè)；控制范圍及設(shè)定的變化；報警界限；告警設(shè)置與退出；手動/自動設(shè)置；趨勢控制等。支持多種遠程通信規(guī)約，通過規(guī)約轉(zhuǎn)換滿足多級調(diào)度的需求。保護通過保護管理機與測控系統(tǒng)通信，再到完全分散的保護測控一體化通信系統(tǒng)，并將五防、電壓無功自動控制等功能納入自動化系統(tǒng)中的發(fā)展過程，系統(tǒng)仍在不斷的被完善。結(jié)構(gòu)以分層化的方式來處理，此時綜合中華系統(tǒng)的價值在于：基于不同微處理機展現(xiàn)其不同的系統(tǒng)功能。依據(jù)所承擔(dān)的功能不同在結(jié)構(gòu)上采用兩層或三層式布置，測量顯示數(shù)字化：測量完全由打印機打印、報表取代，直觀、準確、便捷，管理方便。運行管理智能化：體現(xiàn)在無人值班、人機對話及操作的屏幕化、自動報警、自動報表、打印、越限監(jiān)視和系統(tǒng)信息管理、建立實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫、斷路器操作及防誤操作閉鎖、電壓無功自動調(diào)節(jié)、小電流接地選線、事故判別與處理。

2 站域綜合自動化技術(shù)的應(yīng)用

變電站的監(jiān)視、保護、控制所依賴的就是二次系統(tǒng)，變電站運行計算機監(jiān)視系統(tǒng)為運行人員快速準確地提供變電站設(shè)備的各種參數(shù)，為運行人員提供變電站發(fā)生故障時的詳細信息，所建立的專家系統(tǒng)，根據(jù)故障信號能夠?qū)收闲再|(zhì)做出判斷。監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集，采集了變電站所有設(shè)備運行的有關(guān)信號：電流、電壓、功率、電能、保護信號、直流系統(tǒng)接地、在線絕緣檢測所必需的信號量。由于監(jiān)控系統(tǒng)實行24h實時監(jiān)測及計算機由人力所不及的反應(yīng)速度及準確度，所以對判斷設(shè)備是否正常起了重要的作用。提高了變電站管理水平，在傳統(tǒng)的有人值班變電站中，各種原因時的數(shù)據(jù)的定時抄錄及準確度不能令人十分滿意，而監(jiān)控系統(tǒng)可以及時準確記錄設(shè)備故障、動作各種情況，并可記錄先后次序、定時打印。能夠在突發(fā)故障的情況下，根據(jù)各種設(shè)備故障信號做出正確的判斷，并立即采取措施。系統(tǒng)的專家系統(tǒng)能夠在正常和非正常運行中提供給運行人員許多綜合性的幫助，可以結(jié)合監(jiān)視數(shù)據(jù)及知識庫，做到在故障情況確定故障點及非正常運行情況下的推測故障原因。由于設(shè)備的運行狀況、出現(xiàn)事故時及時判斷故障和事故原因在不斷地變化，所以監(jiān)控系統(tǒng)得以不斷發(fā)展。

如果使用傳統(tǒng)的二次設(shè)備的話，就會需要配備專業(yè)的維護設(shè)施，這就難以保證對于整體運行情況的全面監(jiān)控。集成電路的硬件具有體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、功能強的特點，節(jié)約了空間占地，保證維護調(diào)試方便。在對于變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展歷程進行分析之后，結(jié)合當前其應(yīng)用現(xiàn)狀，預(yù)測其未來的發(fā)展方向：通過引人局域網(wǎng)技術(shù)，現(xiàn)場單元控制裝置采用就近綜合處理，所有智能裝置連接在一起。局域網(wǎng)主要以太網(wǎng)作為通信傳輸網(wǎng)絡(luò)。裝置單元種類繁多，給現(xiàn)場人員對系統(tǒng)的熟悉、掌握和維護帶來了難度，硬件更新淘汰快，相互不兼容造成了很多投資重復(fù)，資源浪費。開發(fā)標準統(tǒng)一的軟硬件平臺，設(shè)備功能僅由軟件決定。多功能的保護裝置可具有各種錄波功能，按間隔分散錄波，能夠做到備有冗余，可靠性更高。分散采集的數(shù)據(jù)可隨時由就地主站或遠方主站系統(tǒng)調(diào)用。使控制設(shè)備具有提供控制和監(jiān)控任務(wù)的分散數(shù)據(jù)處理功能，可編程邏輯提供定向間隔、監(jiān)視指令、連鎖和切換操作自動裝置的復(fù)雜功能。其中還包括遙測計算、事件時間標記、干擾記錄及通信接口功能等。傳統(tǒng)控制：計算機控制，光纖通信減少了電纜、CRT顯示取代了模擬屏，減少了控制室的面積、顯示系統(tǒng)的可擴展性和可維護性大大加強、提高了調(diào)度中心對電網(wǎng)管理的控制性能，操作更方便可靠?？刂?、保護與一次設(shè)備就近安裝在一起，向著智能裝置發(fā)展，如斷路器與控制保護設(shè)備高度綜合化和智能化。目前110kV 及以上保護相對獨立，35kV、10kV一體化，就地化（開關(guān)柜）安裝。向多媒體監(jiān)視發(fā)展現(xiàn)行的變電站綜合自動化系統(tǒng)仍然不能解決一次設(shè)備的巡視工作，對一次設(shè)備內(nèi)部的物理狀況和運行狀態(tài)還只是依賴于各種數(shù)據(jù)的分析判斷。那么，利用CCD攝像機攝入現(xiàn)場圖像（視頻信號），經(jīng)通信系統(tǒng)上傳控制端，在控制端進行圖像的數(shù)字采集、計算機處理，最終輸出監(jiān)視信號，構(gòu)成信息識別監(jiān)視系統(tǒng)。即通過視頻手段采集被監(jiān)視設(shè)備的實時視覺信息，通過計算機系統(tǒng)處理，與事先存入的相應(yīng)設(shè)備的正常狀態(tài)或極限狀態(tài)進行比較辨識和邏輯判斷，并給出結(jié)論。這種應(yīng)用攝像技術(shù)和計算機構(gòu)成視覺自動化系統(tǒng)，不受設(shè)備所處環(huán)境的影響，自動記錄文字和圖像，及時捕捉事故全過程的錄像，便于事故的預(yù)防與判斷分析。縱向綜合：所有層次上數(shù)據(jù)庫的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，包括：開關(guān)裝置和調(diào)度中心明顯的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)的一致性；所有層次上功能的自由分配，裝置的集中和分布只是用戶的一種要求和習(xí)慣。

3 站域綜合自動化的發(fā)展

在自動化技術(shù)不斷進步的今天，變電站綜合系統(tǒng)構(gòu)建的技術(shù)基礎(chǔ)不斷夯實，從而引導(dǎo)電網(wǎng)建設(shè)朝著自動化的方向發(fā)展和進步。具體來講，其未來的發(fā)展趨勢可以歸結(jié)為以下幾個方面：從集中控制、功能分散型向全分散網(wǎng)絡(luò)型發(fā)展。通過引人局域網(wǎng)技術(shù)，現(xiàn)場單元控制裝置采用就近綜合處理，所有智能裝置連接在一起。變電站，會使得電網(wǎng)結(jié)構(gòu)朝著復(fù)雜化的方向發(fā)展，此時對于電網(wǎng)調(diào)度人員的信息素質(zhì)要求比較高，必須要較短的時間內(nèi)保證準確快速的處理好故障。尤其在市場經(jīng)濟快速發(fā)展，環(huán)保標準不斷出臺的背景下，以現(xiàn)代控制技術(shù)去實現(xiàn)對于電網(wǎng)運行情況的管理和控制，使得其自動化的效益得到最大化的發(fā)揮，是其未來的發(fā)展趨勢。簡單來講，電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的應(yīng)用造就了變電站綜合自動化系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展。

4 結(jié)論

變電站的監(jiān)視、保護、控制所依賴的就是二次系統(tǒng)，站域計算機監(jiān)視系統(tǒng)為運行人員快速準確地提供變電站設(shè)備的各種參數(shù)，為運行人員提供變電站發(fā)生故障時的詳細信息，根據(jù)故障信號能夠?qū)收闲再|(zhì)做出判斷。站域綜合自動化系統(tǒng)在投入實踐應(yīng)用的過程中，也表現(xiàn)出在智能化方面的發(fā)展特點，這也是我們應(yīng)該高度重視的話題。

參考文獻

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