變電站綜合自動(dòng)化淺析

林華

摘要：最為典型的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)就是四層結(jié)構(gòu)模型的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，該變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建以及提出需要從根本上分析常用變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，同時(shí)還要重點(diǎn)分析常用變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)以及其發(fā)展的常用系統(tǒng)不足問題等。在分析上述內(nèi)容之后才可以完成四層結(jié)構(gòu)模型的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的有效構(gòu)建。四層結(jié)構(gòu)模型的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)從從根本上很好的使用了分層的功能模塊化設(shè)計(jì)理念，在對于硬軟件來說，其可以從根本上實(shí)現(xiàn)模塊化以及通用化發(fā)展，在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)配置的過程中，可以按照變電站類型的不同，選擇不一致的一次接線方式，完成相對于的系統(tǒng)配置。所以，這樣就可以促使整個(gè)系統(tǒng)具備一個(gè)非常高的可靠性，提升其可維護(hù)性以及開放性等。本次研究重點(diǎn)分析的就是系統(tǒng)的實(shí)際構(gòu)成情況以及其他原理情況。

關(guān)鍵詞：變電站；綜合自動(dòng)化；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)其實(shí)質(zhì)上是功能組合變電站所有二次設(shè)備，主要的方法就是網(wǎng)絡(luò)方法、計(jì)算機(jī)控制方法、數(shù)據(jù)庫方法等，對其進(jìn)行，同時(shí)開展一系列優(yōu)化設(shè)計(jì)工作，自動(dòng)監(jiān)視、測量變電站工作，在上述的基礎(chǔ)上促使變電站運(yùn)行效率得到基礎(chǔ)的保證，同時(shí)保證其管理水平以及管理質(zhì)量得到有效的控制，所以說其是一種綜合性非常強(qiáng)且自動(dòng)化非常強(qiáng)的系統(tǒng)類型?？梢詫?shí)現(xiàn)常規(guī)監(jiān)視儀表的直接取代以及操作控制屏柜的直接取代等，可以促使變電站實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的安全化，同時(shí)促使經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行質(zhì)量以及水平得到基礎(chǔ)的保證[1]。傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)目前已經(jīng)得到基礎(chǔ)的轉(zhuǎn)變，逐漸被變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)取代，這已經(jīng)逐漸發(fā)展成為目前我國發(fā)展電力系統(tǒng)主要的一個(gè)趨勢走向。本次研究主要的分析內(nèi)容就是目前我國變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)其所具備的典型的、新型的、有效的結(jié)構(gòu)，同時(shí)還涉及到其相應(yīng)的技術(shù)特點(diǎn)，在分析上述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，對實(shí)際生活實(shí)用面向?qū)ο蟮?、有效的、分層的、分散的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，完成新型的四層變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的有效構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)有效的結(jié)構(gòu)化。

1 電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)分析，同時(shí)分析其技術(shù)特點(diǎn)所在

1.1 集中式結(jié)構(gòu)分析

一般情況下都是按照信息的類型來完成集中式變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能的劃分。其實(shí)質(zhì)上跟該類類結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)功能模塊跟其硬件模塊之間的聯(lián)系不是很強(qiáng)。模塊化軟件可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能模塊的有效連接。在實(shí)際工作中，需要完成集中采集信息工作，在采集完成之后對信息進(jìn)行處理跟運(yùn)算，這是信息加工的主要環(huán)節(jié)。因?yàn)槭艿接?jì)算機(jī)硬件水平所產(chǎn)生的限制條件，在早期自動(dòng)化系統(tǒng)中上述提到的結(jié)構(gòu)具有非常廣泛的使用范圍，例如下圖這種集中式結(jié)構(gòu)，主要為典型的集中式結(jié)構(gòu)類型，具有明顯的代表性[2]。上述提到的結(jié)構(gòu)類型，在監(jiān)控主機(jī)性能等方面存在比較嚴(yán)苛的要求，同時(shí)，其還不存在非常有效的系統(tǒng)處理能力，存在較少的開發(fā)手段以及方法，所以系統(tǒng)存在比較差的開放性以及擴(kuò)展性，同時(shí)其可維護(hù)性也非常的差，甚至還會影響到其抗干擾的能力。

1.2 分布式結(jié)構(gòu)分析

在設(shè)計(jì)分布式結(jié)構(gòu)的過程中，主要的依據(jù)點(diǎn)就是功能等方面，劃分單元的過程中，主要按照保護(hù)功能以及監(jiān)控功能等進(jìn)行劃分，實(shí)施分布。其結(jié)構(gòu)主要使用的是主從CPU協(xié)同工作的方法，在使用功能模塊的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)通信工作。采用有效的分布式結(jié)構(gòu)，可以在維護(hù)系統(tǒng)以及擴(kuò)展系統(tǒng)的過程發(fā)揮良好的作用，存在非常良好的可靠性，存在的局部故障不會對系統(tǒng)其它的模塊產(chǎn)生影響，所以其會保持一個(gè)正常得運(yùn)行狀態(tài)[3]。對其安裝方式進(jìn)行分析得到以下幾個(gè)：第一個(gè)是集中組屏方法，第二個(gè)是分層組屏方式，這兩種都比較能夠滿足中壓、低壓的變電站的需要。詳細(xì)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)情況如下圖表示：

2 新型變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型

關(guān)于實(shí)現(xiàn)變電站信息綜合管理，目前已經(jīng)有了相應(yīng)的研究成果，以下條件是其實(shí)現(xiàn)的可能：計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展；網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展；通信技術(shù)的發(fā)展。在變電站綜合自動(dòng)化管理系統(tǒng)中有效的使用計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)（LAN）技術(shù)。目前這項(xiàng)工作已經(jīng)受到社會的關(guān)注以及重視[4]。最具代表性的就是引入信息管理于500kV變電站的方案，這個(gè)方案可以說是一個(gè)很大的進(jìn)步。通過專用網(wǎng)關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)變電站各IED設(shè)備的直接接入，跟站內(nèi)的各項(xiàng)設(shè)備接入同一網(wǎng)絡(luò)，例如：站內(nèi)各監(jiān)控機(jī)、站內(nèi)各個(gè)工作站以及站內(nèi)各個(gè)服務(wù)器。但是，這種方案雖然具備非常顯著的使用意義，但是這種方案還存在明顯的缺點(diǎn)，那就是價(jià)格非常的昂貴，技術(shù)操作起來具有明顯的復(fù)雜性，協(xié)調(diào)起來也具備明顯的難度，在進(jìn)行通信協(xié)議轉(zhuǎn)換的過程中，需要從根本上分析不同接口的實(shí)際情況，會直接加大維護(hù)的工作量[5]。所以選擇將原有的過程層、問隔層、站級層三個(gè)主要層次進(jìn)行詳細(xì)劃分，劃分為以下四個(gè)層次過程層、二次設(shè)備控制層、通信管理層、信息管理層。

2.2 系統(tǒng)分層以及功能分析

上述提到的變電站綜合自動(dòng)化四層結(jié)構(gòu)模型可以被分為四層，四層分別為：第一個(gè)是信息管理層；第二個(gè)是通信管理層；第三個(gè)是二次設(shè)備控制層；第四個(gè)是生產(chǎn)過程層。每一個(gè)功能層次都具備屬于自己的特征。對于生產(chǎn)過程層來說，主要的組成部分為變電站一次設(shè)備，這是整個(gè)系統(tǒng)最為底層的部分；對于二次設(shè)備控制層來說，其主要的構(gòu)成部分為各智能設(shè)備，主要的功能就是控制以及保護(hù)各自對象，例如：母線以及饋線等。針對通信管理層，其主要是跟ID連接，同時(shí)連接現(xiàn)場總線，是通用網(wǎng)關(guān)最為主要的一個(gè)部分，主要組成部分為各個(gè)前置機(jī)系統(tǒng)，可以將其視為系統(tǒng)最為主要的一個(gè)交界點(diǎn)，主要的責(zé)任就是采集站內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)跟站級計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接以及遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)等。針對信息管理層，可以說信息管理層是系統(tǒng)最為高層的一個(gè)組成部分，主要的組成部分為站級的計(jì)算機(jī)部分，主要分為以下幾個(gè)部分：服務(wù)器以及工作站等。所以，我們就可以選擇使用相對的冗余結(jié)構(gòu)進(jìn)行一系列有效的構(gòu)建設(shè)計(jì)[6]。

3 結(jié)語

在完成上述內(nèi)容分析之后，提出了非常有效的四層結(jié)構(gòu)模式的制定以及設(shè)計(jì)，所以，在實(shí)際工作中對于變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)施過程中存在的問題就可以很好的解決，也就是在實(shí)際工作中開展不一致的協(xié)議IED并網(wǎng)以及相關(guān)的開放式變電站綜合信息等管理工作。在分析上述四層結(jié)構(gòu)模式的基礎(chǔ)上，可以實(shí)現(xiàn)各種自動(dòng)化系統(tǒng)的靈活配置以及有效設(shè)計(jì)，促使任何一種類型的變電站的實(shí)際需要都可以得到滿足。如果是不同類型的信息管理層的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，卻想要實(shí)現(xiàn)站內(nèi)多網(wǎng)并存，那么就可以使用NT網(wǎng)以及Nove11網(wǎng)等網(wǎng)關(guān)設(shè)備來說實(shí)現(xiàn)。不僅如此，在實(shí)際工作中，如果是二次設(shè)備的控制層，那么就可以選擇使用以單片機(jī)為基礎(chǔ)的專用的保護(hù)設(shè)備。所以，可以促使整個(gè)系統(tǒng)提高自己的可靠性，存在非常明顯的可維護(hù)性，同時(shí)其開放性也非常的有效。

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