变电站综合自动化系统建设关键技术

湖北省崇阳县青山水电公司437500 郭华

变电站综合自动化系统建设关键技术

湖北省崇阳县青山水电公司437500 郭华

变电站的综合自动化技术至关重要,它关系到电网调度中的自动化,也事关变电站一、二次设备的技术效能。文章具体分析变电站综合自动化系统建设中的一些关键技术。

变电站自动化技术

近些年来,随着我国经济的迅速发展,对电力的需求日益增加。为了满足国家经济发展的需要,电力系统也面临着快速发展的压力。国家开始建设智能电网以保证电力供应,而变电站的综合自动化技术在这过程中至关重要。

一、变电站综合自动化系统的不同类型及其特点和效益

(1)什么是变电站综合自动化系统。变电站综合自动化系统是一种全新概念的智能化成套装置,它是调度自动化的站端设备RTU与变电站的微机保护装置发展到一定程度以后相互结合的产物,是在计算机技术和网络通信技术的基础上发展起来的。它从变电站整体出发,将断路器、变压器、隔离开关等设备的保护、监控、测量、信号、远动、通信、直流和五防功能集于一体,以实现资源共享,避免功能重复,达到变电站更加可靠运行和方便管理的自动化模块装置,并按照预定的程序和要求对变电站进行自动监控、测量、协调的一种综合自动化系统,它是自动化技术在变电站应用的一种方法。

(2)变电站综合自动化系统的分类及其特点。目前从国内、外变电站综合自动化的开展情况而言,大致存在以下几种结构:第一,分布式系统结构。按变电站被监控对象或系统功能分布的多台计算机单功能设备,将它们连接到能共享资源的网络上实现分布式处理。系统结构的最大特点是将变电站自动化系统的功能分散给多台计算机来完成。该模式在安装上可以形成集中组屏或分层组屏两种系统组态结构,较多地使用于中、低压变电站。第二,集中式系统结构。集中式一般采用功能较强的计算机并扩展其I/O接口,集中采集变电站的模拟量和数量等信息,集中进行计算和处理,分别完成微机监控、微机保护和自动控制等功能。由前置机完成数据输入输出、保护、控制及监测等功能,后台机完成数据处理、显示、打印及远方通讯等功能。第三,分层分布式结构。按变电站的控制层次和对象设置全站控制级——变电站层(站级测控单元)和就地单元控制级——间隔层(间隔单元)的二层式分布控制系统结构。也可分为三层,即变电站层、通信层和间隔层。

二、变电站综合自动化系统的关键技术

变电站自动化系统国内外均是向全分散式系统发展,并与计算机技术、网络技术和通信新技术紧密相连,变电站自动化关键技术主要表现在以下方面。

(1)面向对象的技术。目前的变电站自动化系统中,面向对象技术已成为一个十分流行的趋势,即不单纯考虑某一个量,而是为某一设备配备完备的保护和监控功能装置,以完成特定的功能,从而保证系统的分布式开放性。从技术的发展趋势看,将来的测控设备还将和一次设备完全融合,实现所谓的智能一次设备,每个对象均会有保护、监控、计费、操作、闭锁等一系列功能及信息库,面向自动化的仅是一对通信双绞线,该双绞线以网络方式与计算机相连。原先的自动化系统基本只能集中配屏,由于面向对象设计思想的深入以及一次设备的整体化设计,系统结构将由集中式向部分分散式或全分散式发展,变电站内不再有规模庞大的测控屏以及大量连接信号源和测控屏之间的铜芯电缆,全部测控装置下放在就地,实现所有功能,而在控制室,取而代之的是一个计算机显示器甚至仅为一台临时监视、操作使用的便携机。完全分散式的实现依托于如今飞速发展的计算机及网络技术,特别是现场总线技术。这一技术的使用已使得自动化系统的实现简单的多,性能上也大大优于以往的系统。

(2)通信技术。典型的变电站综合自动化系统,可分为三个层次。第一层为分布式的综合设备,它们把模拟量、开关量数字化,实现保护功能,上送测量和保护信息,按收控制命令和定值参数,是系统与一次设备的接口:第二层次为站内通信网,它的任务是搜集各综合设备的上传信息,下达控制命令及定值参数等,是信息流动的动脉:第二层次是变电站层的监控及通信系统,它的任务是下与站内通信网相连,使全站数据进入数据库,并根据需要向上送往调度中心及控制中心,实现远方通信功能,同时,通过人机界面、数据处理能力,实现就地监控功能,是系统与运行人员的接口。其中通信层在这里起着举足轻重的作用更使变电站自动化系统发生了根本的变化,这些变化集中表现在以下几个方面。首先是引入现场总线技术。现场总线技术不仅具有高速传输特征,并且具备“多路侦听,自动上送”的功能,解决了多CPU系统的信息传输及突发事件的优先传输问题。变电站自动化己大规模推广并已有大量变电站实现无人值班。作为“枢纽工程”的通信系统,必须采用双网络来提高系统的可靠性。在通信媒介方面,光纤是较为理想的通信媒介,但由于价格及施工方便等方面的因素。双绞线仍将被普遍采用。

(3)测控技术。早期的变电站自动化系统仅是实现基本“四遥”,功能对基本的变电管理,而将来的变电站自动化系统将赋予一些新的功能。如今的变电站自动化系统测控技术已基本成熟,并且已使用网络技术将变电站之内的许多智能装置进行互联及实现信息共享。但系统之内的许多资源远没有充分利用(如:用于测控的CPU速率都很高,还远未发挥其作用:共享的资源十分丰富,却仅作一些统计之用)。因此,充分利用资源将是今后努力的方向,如在实时数据的基础上实现电压无功控制、小电流接地判别、防误操作、事故应急处理方案、多台主变的经济运行方案优化、线路同期、设备寿命管理、录波等功能。另外,随着城网、农网配电自动化的开展,变电站自动化亦将辅以一些配电自动化的功能要求。

电网是一个不可分割的整体,综合利用整个电网的一、二次设备信息,对保证电网安全稳定运行具有重大的意义。变电站综合自动化是一项提高变电站安全、可靠稳定运行水平,降低运行维护成本,提高经济效益,向用户提供高质量的电能服务的一项措施。

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