淺談220kv變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)用及發(fā)展方向

摘 要：變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)自動(dòng)化的基礎(chǔ)，在整個(gè)電力系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用。 隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)為人們所接受并在實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用中發(fā)揮了巨大的作用。本文主要論述了變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展歷程，并探討了變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展方向。

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

一、 引言

而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)的不斷發(fā)展，變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)也得到了快速的發(fā)展。110kv及以下綜合自動(dòng)化變電站的順利投運(yùn)，為 220 kV綜合自動(dòng)化變電站的實(shí)施提供了大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)支撐。這要求我們對(duì)變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展有一個(gè)很好的前瞻，同時(shí)也為電力系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

二、 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用發(fā)展歷程

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的相關(guān)研究開始于 20 世紀(jì) 80 年代中后期，到目前為止，其發(fā)展大致經(jīng)歷了三代。

第一代變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)以 RTU 為基礎(chǔ)，基于變送器及繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置等設(shè)備。該類系統(tǒng)實(shí)際上是在常規(guī)的繼電保護(hù)及二次接線的基礎(chǔ)上增設(shè) RTU，以實(shí)現(xiàn)“四遙”功能。 有關(guān)重要信息（如保護(hù)信息等）通過硬接點(diǎn)送給 RTU 裝置，RTU 的控制輸出一般經(jīng)遙控執(zhí)行柜發(fā)出控制命令。 該類系統(tǒng)的特點(diǎn)：系統(tǒng)功能不強(qiáng)、硬件設(shè)備重復(fù)、整體性能指標(biāo)低、系統(tǒng)連接復(fù)雜、可靠性低，但其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，特別適合于老變電站的改造。

第二代變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是以單片機(jī)為基礎(chǔ)、按功能劃分硬件結(jié)構(gòu)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。20世紀(jì)80年代后期，隨著以8051、8098為代表的單片機(jī)技術(shù)的成熟，出現(xiàn)了大量的站內(nèi)微機(jī)化功能裝置，將這些微機(jī)化單元組合在一起，即形成了按功能分布的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)：包括數(shù)據(jù)采集單元（模擬量、開關(guān)量、脈沖量）、監(jiān)控主機(jī)（總控單元）、綜合監(jiān)控單元、微機(jī)保護(hù)單元，各單元大都由16位或32位單片機(jī)組成，各功能模塊間采用串行通信方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，可以采用雙絞線以RS485接口連接。該類系統(tǒng)的特點(diǎn)：選用單片機(jī)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集，使工控機(jī)從大量單調(diào)的數(shù)據(jù)采集工作中解脫出來，去完成較復(fù)雜的任務(wù)調(diào)度、網(wǎng)絡(luò)通信和數(shù)學(xué)計(jì)算等工作。

第三代變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是以現(xiàn)場(chǎng)總線、局域網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的分散式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)總線是20世紀(jì)90年代新興起的一種先進(jìn)工業(yè)控制技術(shù)，是應(yīng)用于自動(dòng)化系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)儀表互連的通信網(wǎng)絡(luò)，隨后局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展為變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)向分散式發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件。第三代變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可劃分為兩個(gè)層次：第一層是分散控制層，包括保護(hù)設(shè)備、數(shù)據(jù)采集與控制設(shè)備、智能設(shè)備、指示儀表等（該層由獨(dú)立的保護(hù)及I/O組成）;第二層通常為站級(jí)計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)變電站級(jí)的協(xié)調(diào)、優(yōu)化控制，并實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)方調(diào)度中心的聯(lián)通。該類系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：簡(jiǎn)化了變電站二次設(shè)備的配置，大大縮小了控制室的面積;減少了施工和設(shè)備安裝工作量;簡(jiǎn)化了二次設(shè)備之間的互連線，節(jié)省了大量連接電纜;可靠性高、組態(tài)靈活、檢修方便。

三、 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展方向

（一）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)將從集中控制、功能分散逐步向分散型網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。傳統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是按功能分散考慮的，發(fā)展趨勢(shì)將從一個(gè)功能模塊管理多個(gè)電氣單元或間隔單元向一個(gè)模塊管理一個(gè)電氣單元或間隔單元、地理位置高度分散的方向發(fā)展。這樣，自動(dòng)化系統(tǒng)故障時(shí)對(duì)電網(wǎng)可能造成的影響大大地減小了，自動(dòng)化設(shè)備的獨(dú)立性、適應(yīng)性更強(qiáng)。電互感器的應(yīng)用將改變監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。它采用光纖傳送信號(hào)，無鐵心（不存在磁飽和和鐵磁諧振問題）、頻率響應(yīng)范圍寬、容量大、抗電磁干擾能力強(qiáng)。所以，測(cè)量單元與微機(jī)保護(hù)單元互感器可共用，簡(jiǎn)化了二次設(shè)備，這樣可以將測(cè)量單元與保護(hù)單元融合在一起，實(shí)現(xiàn)一個(gè)模塊管理一個(gè)電氣單元或間隔單元，為變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)分散式提供了技術(shù)支持。

（二）遙視系統(tǒng)的應(yīng)用遙視系統(tǒng)在綜合自動(dòng)化變電站內(nèi)已廣泛使用，它將變電站內(nèi)采用攝像機(jī)拍攝的視頻圖象遠(yuǎn)距離傳輸?shù)秸{(diào)度中心或集控站（主站），使主站的運(yùn)行、管理人員可以借此對(duì)變電站電氣設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，以保證無人值班變電站的安全運(yùn)行。遙視系統(tǒng)的視頻圖象監(jiān)視在本質(zhì)上還屬于圖象獲取系統(tǒng)，將計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)運(yùn)用到圖象信息的分析與理解中，可以實(shí)現(xiàn)變電站系統(tǒng)圖象信息的智能處理。

（三）藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用

藍(lán)牙技術(shù)是一種無線數(shù)據(jù)與語音通信開放性全球規(guī)范，它是一種以低成本的近距離無線連接為基礎(chǔ)、為固定與移動(dòng)設(shè)備通信環(huán)境建立一個(gè)特別連接的短程無線電技術(shù)，解決了以太網(wǎng)用于變電站自動(dòng)化布線難的問題。該技術(shù)具有小功率、微型化、低成本以及與網(wǎng)絡(luò)時(shí)代相適應(yīng)的特點(diǎn)。藍(lán)牙技術(shù)是一項(xiàng)發(fā)展中的技術(shù)，其應(yīng)用正處于起步階段，但藍(lán)牙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、知識(shí)產(chǎn)權(quán)共享的優(yōu)勢(shì)是非常明顯的，其未來的發(fā)展不可限量?？梢灶A(yù)見，變電站內(nèi)許多設(shè)備間采用無線方式通信在不久的將來就可以實(shí)現(xiàn)。

四、 結(jié)束語

國(guó)內(nèi)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)經(jīng)過近 20 年的發(fā)展，已較為成熟，基本能夠滿足電力系統(tǒng)應(yīng)用的需求。但是隨著我國(guó)大系 統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)和電力市場(chǎng)的實(shí)現(xiàn)，對(duì)變電站綜合自動(dòng)化要求越來越高，仍然有較大的發(fā)展空間。相信隨著相關(guān)領(lǐng)域各種技術(shù)的迅速發(fā)展，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)也將不斷地發(fā)展，并逐步滿足電力系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大的需求及對(duì)電能質(zhì)量要求不斷提高的需求。

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[2]盧偉洪.探討 220kv變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用[J].廣東科技，2008（12）.

作者簡(jiǎn)介：

蘇梅芬，國(guó)網(wǎng)泉州供電公司。