電網(wǎng)系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)升級(jí)問(wèn)題

新疆天業(yè)集團(tuán)供電供熱公司技術(shù)科 代曉林

由于我國(guó)科技水平的進(jìn)一步提高，讓電網(wǎng)系統(tǒng)也得到了飛速的進(jìn)步，所以，這也讓變電站的綜合自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)也得到了明顯的加強(qiáng)。不過(guò)目前，變電站監(jiān)控系統(tǒng)在沒(méi)有升級(jí)的情況下，普遍采用的是工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，主要的工作就是負(fù)責(zé)獲取各種間隔層設(shè)備中的數(shù)據(jù)。目前，在網(wǎng)絡(luò)行業(yè)，已經(jīng)對(duì)電網(wǎng)自動(dòng)化采取了升級(jí)工作，而其中被普遍使用的兩種技術(shù)分別為以太網(wǎng)局域網(wǎng)以及TCO/IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。通過(guò)這兩種技術(shù)，來(lái)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，而具體方式為：利用全新的變電站監(jiān)控系統(tǒng)，來(lái)將沒(méi)有以太網(wǎng)局域網(wǎng)通信能力的IED安裝進(jìn)以太網(wǎng)，如此一來(lái)，監(jiān)控以及運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)這兩種系統(tǒng)，在運(yùn)行期間就一定會(huì)形成獨(dú)立性，并且兩者不能夠形成互相干擾的情況。所以在今后的工作中，相關(guān)工作人員一定要對(duì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)采取技術(shù)升級(jí)，如此一來(lái)就可以讓電網(wǎng)系統(tǒng)得到良好的運(yùn)行。

1.電網(wǎng)系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用情況

電氣自動(dòng)化技術(shù)在20世紀(jì)50年代已經(jīng)問(wèn)世。不過(guò)在當(dāng)時(shí)，因?yàn)榭茖W(xué)技術(shù)水平還不是很高，導(dǎo)致無(wú)法很快的進(jìn)行技術(shù)升級(jí)，造成發(fā)展速度不是很快。而由于科學(xué)技術(shù)的日益提高，讓電氣自動(dòng)化技術(shù)得到了很大程度的進(jìn)步，在很多領(lǐng)域也得到了普遍的運(yùn)用。而電氣自動(dòng)化技術(shù)在電網(wǎng)系統(tǒng)里的應(yīng)用主要表現(xiàn)在：

1.1 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化

通常所說(shuō)的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主要是電網(wǎng)系統(tǒng)里所采取的的信息采集、實(shí)施監(jiān)控等方式。相關(guān)工作人員能夠憑借遙控技術(shù)來(lái)采取有關(guān)的指令傳送工作，這樣一來(lái)就能夠讓電網(wǎng)系統(tǒng)里的所有電氣設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化控制。并在此前提下，讓相關(guān)工作人員可以給電網(wǎng)運(yùn)行情況采取有效的監(jiān)控，并在第一時(shí)間找到電網(wǎng)出現(xiàn)故障的原因，以此保證電網(wǎng)的平穩(wěn)運(yùn)行。電氣自動(dòng)化技術(shù)，能夠使得各種數(shù)據(jù)信息的傳送工作更便捷，工作壓力也會(huì)降低，從而很大程度的提高工作效率。

1.2 變電站電氣自動(dòng)化

在電網(wǎng)系統(tǒng)里，變電站是非常重要的構(gòu)成部分，而想要讓站內(nèi)的全部系統(tǒng)和電氣設(shè)備都能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制，那么就一定要實(shí)現(xiàn)變電站電氣自動(dòng)化。讓電腦技術(shù)取代人為操作和監(jiān)控，能夠在減輕人力的基礎(chǔ)上，讓變電站更加平穩(wěn)的運(yùn)行。憑借微機(jī)技術(shù)，變電站二次系統(tǒng)能夠讓變電站里電氣設(shè)備的有關(guān)數(shù)據(jù)得到有效的測(cè)量，另外，如果設(shè)備發(fā)生問(wèn)題，那么還可以進(jìn)行報(bào)警，這樣一來(lái)就能夠讓故障得到有效且及時(shí)的解決，從而使得變電站管理工作能夠收到成效。

1.3 電廠集散測(cè)控系統(tǒng)自動(dòng)化

發(fā)電廠的主要工作就是讓電能得到有效的生產(chǎn)，現(xiàn)在我國(guó)很多的發(fā)電廠全部使用的是DCS系統(tǒng)，此系統(tǒng)屬于大規(guī)模多級(jí)電腦控制系統(tǒng)，具有多種的功能，例如實(shí)時(shí)通訊、控制等，其能夠?qū)Πl(fā)電廠起到分散監(jiān)控、集中操作等作用。在電腦技術(shù)進(jìn)一步提升的情況下，DCS系統(tǒng)的功能也變多起來(lái)，性能和以前相比也得到了明顯的加強(qiáng)，這就更好的加強(qiáng)了發(fā)電廠的自動(dòng)化管理能力。DCS系統(tǒng)利用電腦控制中心，得到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，這樣一來(lái)就能夠讓電能在生產(chǎn)期間得到有效的監(jiān)控，從而保證電能的生產(chǎn)水平。

2.存在的弊端

2.1 監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)作方面

在還沒(méi)有進(jìn)行升級(jí)的時(shí)候，主要的工作就是利用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，來(lái)對(duì)間隔層設(shè)備往上傳送的信息進(jìn)行整理。而采用的遠(yuǎn)方調(diào)度主機(jī)，也要依靠向上設(shè)備來(lái)進(jìn)行信息的傳送工作，這很好的展現(xiàn)出了調(diào)度子站功能的效果；另外，其本來(lái)就是變電站的監(jiān)視層，工作任務(wù)是在變電站里進(jìn)行監(jiān)視、人機(jī)交互等方面的工作。在這樣的情況下，就能夠起到繼電保護(hù)的效果。不過(guò)，這樣的監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)行期間會(huì)發(fā)生系統(tǒng)癱瘓的情況。

2.2 監(jiān)控系統(tǒng)的保護(hù)事項(xiàng)

在以前所開(kāi)展的檢查工作中，變電站所具備的監(jiān)控系統(tǒng)預(yù)警能力，全部是后臺(tái)控制系統(tǒng)所掌控的。通常情況下，如果后臺(tái)發(fā)生監(jiān)控機(jī)無(wú)法有效運(yùn)行的情況，那么預(yù)警就不會(huì)及時(shí)發(fā)出警報(bào)，如此一來(lái)，相關(guān)工作者就無(wú)法馬上趕往事發(fā)地點(diǎn)，這樣一來(lái)變電站就無(wú)法得到有效的運(yùn)行。

2.3 增容方面受到限制

在電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中，不管是軟件還是硬件，其配置都比較低，而且還沒(méi)有一定的穩(wěn)定性。另外，并沒(méi)有采用全新的操作系統(tǒng)，這樣一來(lái)，變電站在要進(jìn)行增容的時(shí)候，就無(wú)法確保系統(tǒng)運(yùn)行的平穩(wěn)性。

3.早期系統(tǒng)升級(jí)和改造的基本思路

間隔層測(cè)控裝置會(huì)將收集的所有測(cè)量信息傳輸?shù)酵ㄐ艑永?，之后再由通信層將信息傳送進(jìn)變電站層，這樣通信層就能夠收到變電站層的所有操作信息，并對(duì)間隔層進(jìn)行有效的掌控。在早期，普遍是利用以下兩種形式：1.后臺(tái)監(jiān)控工業(yè)控制計(jì)算機(jī)會(huì)具有很多的串口卡，而這些串口卡在一定程度上擴(kuò)充了串口，并能夠和RS-485、RS-442等采取有效的通信。另外，RS-485、RS22通信口，主要是IED所創(chuàng)造的。2.在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)里，具有很多的現(xiàn)場(chǎng)總線，其中比較重要的就是CAN以及LONW ORKS。和串口通信進(jìn)行比較能夠發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是在通信速度、還是穩(wěn)定性發(fā)面都能夠得到很大程度的提高。

目前，與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的技術(shù)被逐漸的采用進(jìn)了電網(wǎng)自動(dòng)化升級(jí)工作中，而被重點(diǎn)使用的技術(shù)分別為以太網(wǎng)局域網(wǎng)以及TCP/IP這兩種技術(shù)，同時(shí)這兩種技術(shù)也是電網(wǎng)自動(dòng)化升級(jí)所主要采用的技術(shù)。而根據(jù)這兩種優(yōu)勢(shì)，相關(guān)工作者能夠制定出系統(tǒng)升級(jí)的基礎(chǔ)方案，具體表現(xiàn)為：全新的監(jiān)管系統(tǒng)在得到運(yùn)用后，要將還沒(méi)有以太網(wǎng)功能的IED與以太網(wǎng)進(jìn)行連接，如此一來(lái)，監(jiān)控系統(tǒng)與運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)在運(yùn)行期間，就會(huì)有獨(dú)立性，并且兩者不能夠互相形成干擾。

4.系統(tǒng)升級(jí)的基本思路和方案

現(xiàn)在，很多的保護(hù)測(cè)控裝置和IED，均使用RS-485、RS-442作為通信接口。而規(guī)約轉(zhuǎn)換器，則比較適用在自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)通信工作中。利用RS-485、RS-422等這些通信接口，和以太網(wǎng)接口等來(lái)和繼電保護(hù)裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)交流，在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理以后，利用網(wǎng)絡(luò)，并根據(jù)客戶(hù)所要求的通信規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)，將信息傳送進(jìn)監(jiān)控后臺(tái)。

4.1 測(cè)控保護(hù)一體化

現(xiàn)在，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)主要是控制、測(cè)量等系統(tǒng)模式，均可以給電力系統(tǒng)的運(yùn)行帶來(lái)完善的數(shù)據(jù)和準(zhǔn)確的分析。不過(guò)要是讓保護(hù)、控制和測(cè)量能夠形成一體化模式，那么就能夠加強(qiáng)監(jiān)控自動(dòng)化的能力，清除設(shè)備的重復(fù)配置，降低設(shè)備維護(hù)人員的工作壓力。測(cè)控保護(hù)系統(tǒng)的信息主要來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)，能夠收集到與電力系統(tǒng)運(yùn)行的有關(guān)信息，而且還需要精準(zhǔn)的測(cè)量范圍。另外，測(cè)控保護(hù)系統(tǒng)能夠收集設(shè)備當(dāng)中的所存在的故障數(shù)據(jù)，并能夠以定額值來(lái)作為指標(biāo)。

4.2 標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際化

電氣自動(dòng)化設(shè)備的生產(chǎn)商很多，不過(guò)每個(gè)廠家的設(shè)備給都無(wú)法實(shí)現(xiàn)信息共享，這樣一來(lái)就無(wú)法實(shí)現(xiàn)較好的設(shè)備兼容性。所以，我國(guó)要全面推行IEC61850標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，并把它當(dāng)做變電站進(jìn)行通信的參考指標(biāo)，這樣一來(lái)就能夠讓變電站之間順利的進(jìn)行通信，從而讓電氣自動(dòng)化技術(shù)能實(shí)現(xiàn)國(guó)際化。電腦技術(shù)是進(jìn)行信息處理的關(guān)主要方式，目前正往處理分布式的目標(biāo)邁進(jìn)，這樣一來(lái)就能夠加強(qiáng)電腦網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行水平。在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)里，要采用電腦技術(shù)來(lái)讓電氣設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)。

5.系統(tǒng)升級(jí)的新方案

規(guī)約轉(zhuǎn)換器與嵌入式遠(yuǎn)動(dòng)子站方案進(jìn)行結(jié)合。在這個(gè)方案里，規(guī)約轉(zhuǎn)換器依然會(huì)使用Atop企業(yè)所生產(chǎn)的GW21C-MEGA型雙網(wǎng)口雙串口網(wǎng)關(guān)，而遠(yuǎn)動(dòng)子站主要使用的是凌華企業(yè)所生產(chǎn)的智能型通信管理機(jī)。此項(xiàng)設(shè)備主要的作用，就是把所收集的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，利用電力線，并通過(guò)通信規(guī)約傳輸進(jìn)調(diào)度中心。

6.串口服務(wù)器實(shí)行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

6.1 串口通信服務(wù)器

在串口通信設(shè)備里，所使用的串口通信服務(wù)器，是Atop企業(yè)所生產(chǎn)的SE5116系列4網(wǎng)口16串口，其所具備的功能，能夠讓串口與以太網(wǎng)進(jìn)行連接，也就是將RS-485、RS-442串口設(shè)備與以太網(wǎng)進(jìn)行連接，另外還能夠?qū)⒏鞫螌赢?dāng)中的信息傳輸?shù)秸{(diào)度主站里。

6.2 串口通信服務(wù)器的優(yōu)勢(shì)

SE5116裝置屬于HEADLESS設(shè)備，其不僅沒(méi)有外圍配置設(shè)備，而且也沒(méi)有儲(chǔ)存設(shè)備。此設(shè)備的功能，主要是能夠讓服務(wù)器進(jìn)行獨(dú)立操作，不用采用傳統(tǒng)的風(fēng)扇裝置。如此一來(lái)，高彈性布線與串口就可以進(jìn)行擴(kuò)展。另外，串口設(shè)備能夠順利的與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行銜接，更為重要的是，不用對(duì)應(yīng)用程序進(jìn)行更改。

7.結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)以上內(nèi)容我們能夠了解到，電網(wǎng)系統(tǒng)覆蓋了很多的內(nèi)容，其能不能得到有效的運(yùn)行，直接會(huì)影響到供電的能力以及電力公司的經(jīng)濟(jì)收益。而想要更好的加強(qiáng)電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行平穩(wěn)性，那么就一定要把電氣自動(dòng)化技術(shù)有效的使用到電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中，這樣一來(lái)不但可以降低工作人員的工作量，同時(shí)還可以加強(qiáng)工作效率，從而使得電網(wǎng)系統(tǒng)能夠得到有效的運(yùn)行。而由于電氣技術(shù)正在得到進(jìn)一步的完善，并且得到了電網(wǎng)系統(tǒng)的普遍使用，這讓電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性得到了進(jìn)一步的加強(qiáng)。

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