綜合自動化技術(shù)在變電站中的應用

吳公權(quán)

(海南電網(wǎng)有限責任公司海口供電局,海南海口　571149)

綜合自動化技術(shù)在變電站中的應用

吳公權(quán)

(海南電網(wǎng)有限責任公司海口供電局,海南海口571149)

隨著智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展,變電站在電力系統(tǒng)中的作用日益凸顯。變電站綜合自動化技術(shù)的研究和發(fā)展對提高變電站工作效率,提高其運行的安全性具有重要的作用。基于此,本文從硬件和軟件兩部分分析了變電站綜合自動化系統(tǒng)的構(gòu)成,并從信息通信和信號采集傳輸、硬件平臺數(shù)字化改造、軟件系統(tǒng)的多元化方面,研究了智能電網(wǎng)背景下變電站綜合自動化技術(shù)的改造和應用。

綜合自動化變電站智能電網(wǎng)

綜合自動化系統(tǒng)是電網(wǎng)的神經(jīng)系統(tǒng)，在智能電網(wǎng)發(fā)展背景下，研究綜合自動化技術(shù)在變電站的應用具有重要意義。為了能夠更好地加速我國的社會主義建設(shè)，必須保障電力能源的供應，提高變電站綜合自動化系統(tǒng)的升級和改造，加速變電站能源供應技術(shù)，實現(xiàn)變電站運營的安全、高效以及故障自動檢測。

1　變電站綜合自動化系統(tǒng)構(gòu)成

綜合自動化系統(tǒng)是一種融合計算機、通信、自動控制等多種技術(shù)的系統(tǒng)，并且模塊化的軟件讓自動化系統(tǒng)擁有了豐富的功能，是一種集測量、控制、保護等功能為一體的微機控制系統(tǒng)。下面主要從硬件組成和軟件系統(tǒng)方面詳細介紹當前變電站自動化技術(shù)的應用。

1.1硬件系統(tǒng)

綜合自動化系統(tǒng)的硬件組成主要遵循功能綜合化、結(jié)構(gòu)微機化兩個原則。所謂功能綜合化是指綜合自動化系統(tǒng)具備完善的測量、控制和保護功能，不僅可以實現(xiàn)變電站運行狀態(tài)的監(jiān)測和控制，而且通過各種獨立的保護裝置，可以及時地應對變電站常出現(xiàn)的故障問題，有效地保障變電站的安全穩(wěn)定運行。結(jié)構(gòu)微機化是指自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲和應用都是通過微機實現(xiàn)的，微機控制不僅具有較高的可靠性，而且通過以太網(wǎng)還可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸出。以太網(wǎng)系統(tǒng)將變電站的監(jiān)控數(shù)據(jù)及時上傳到管理中心，使操作員能夠?qū)崟r地了解變電站的運行狀態(tài)。

目前，由繼電保護、自動重合閘、故障測距裝置、故障波形記錄儀等裝置組成的變電站保護單元已經(jīng)成為綜合自動化系統(tǒng)的一個不可分割的部分。集測量和控制功能為一體的程控裝置具有I/O單元，不僅能夠很好地實現(xiàn)監(jiān)控作用，而且具備可擴展性和可維護性，方便其功能擴展。

1.2軟件系統(tǒng)

軟件是自動化系統(tǒng)的功能載體，在硬件系統(tǒng)的平臺之上，軟件系統(tǒng)可以實現(xiàn)各種業(yè)務和控制功能。此外，軟件還可以提供友好的人機界面，用圖形的方式直觀地展現(xiàn)數(shù)據(jù)。軟件系統(tǒng)主要包括三個類別:首先是數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控軟件，其次是管理軟件，第三是網(wǎng)絡通訊軟件。

數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控軟件，簡稱SCADA，是自動化系統(tǒng)的基本功能組件，包括實時數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸、自動控制、人機交互、設(shè)備維護、數(shù)據(jù)庫管理等。對斷路器、分接頭、母線電壓、電路電流、變壓器運行狀態(tài)參數(shù)的采集和監(jiān)控，可以有效地保障變電站的安全穩(wěn)定運行。管理軟件的主要功能是對變電站的日常業(yè)務進行管理，包括數(shù)據(jù)分析、業(yè)務處理、調(diào)度管理、用戶管理、故障診斷和處理等，信息的交換和處理能夠提高變電站的運行效率，從而提高變電站的效益。網(wǎng)絡通訊軟件在自動化系統(tǒng)中占有非常重要的地位，如果沒有高效的通訊網(wǎng)絡和通訊軟件，變電站很難實現(xiàn)高度的自動化。網(wǎng)絡通訊的內(nèi)容主要包括采集控制單元的信息和變電站與控制中心之間的信息交互。

變電站綜合自動化系統(tǒng)以硬件系統(tǒng)作為平臺，以軟件實現(xiàn)功能的多樣化和專業(yè)化，通過計算機技術(shù)、通信技術(shù)和自動控制技術(shù)，有效地解決技術(shù)、管理、調(diào)度上存在的問題，能夠有效地提高變電站安全性和穩(wěn)定性，保障電力系統(tǒng)正常運行。

2　變電站綜合自動化技術(shù)的改造和應用

變電站的自動化系統(tǒng)經(jīng)常受到附近電磁場的影響，而產(chǎn)生誤動作或操作失靈等問題。且由于裝置的老化，工作人員的維護工作量很大。目前，國內(nèi)對綜合自動化系統(tǒng)的技術(shù)改造主要集中在以下幾點:

2.1信息通信和信號采集傳輸

智能電網(wǎng)以自動化、智能化、自愈化為主要標志，隨著智能化變電站的不斷興建，電網(wǎng)中的一次設(shè)備和二次設(shè)備都在逐步智能化，與此同時，光纖通信在變電站綜合自動化系統(tǒng)的信息通信和信號采集中被不斷普及和應用，極大地改善了變電站的通信條件。

傳統(tǒng)的模擬信號易受到環(huán)境的干擾，且傳輸?shù)男畔⒘枯^小，通過安裝數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置，實現(xiàn)模擬信號的數(shù)字化，并且采用千兆以太網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時傳輸。這不僅保障了信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性，而且提高了網(wǎng)絡的安全性，是綜合自動化系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。

2.2硬件平臺數(shù)字化改造

智能電網(wǎng)的發(fā)展也為綜合自動化系統(tǒng)的硬件平臺數(shù)字化改造提供了良好的條件。隨著各種DSP芯片性能的不斷提升，硬件集成度和芯片的處理性能也不斷改善。系統(tǒng)的硬件配置和數(shù)據(jù)采集、處理裝置采用前置機與后端集成式結(jié)構(gòu)，完成數(shù)據(jù)的輸入輸出、存儲、打印和處理。變電站自動化系統(tǒng)需要處理的數(shù)據(jù)量較大，需要建立完善的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，服務器作為存儲數(shù)據(jù)的載體，方便數(shù)據(jù)的集中管理。完善的DBMS系統(tǒng)，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速檢索和維護，防止數(shù)據(jù)的丟失。

2.3軟件系統(tǒng)的多元化

隨著軟件工程技術(shù)的不斷發(fā)展，各種編程語言的融合，軟件開發(fā)周期不斷縮短。基于硬件平臺，可以開發(fā)多種多樣的功能軟件，用于變電站的自動控制系統(tǒng)。通過軟件的人機交互界面，可以實現(xiàn)各種監(jiān)控信息和數(shù)據(jù)的圖像化顯示，報警提示的人性化處理。管理員還可以通過預先設(shè)定處理流程，實現(xiàn)故障的及時處理，降低故障的影響。此外，各種業(yè)務軟件系統(tǒng)構(gòu)成了業(yè)務處理軟件體系，通過鼠標和鍵盤就能實現(xiàn)業(yè)務的處理，減少了人為因素導致的錯誤，大大提高了業(yè)務處理的效率。

3　結(jié)語

隨著科技的不斷進步，對電力能源的需求日益增加。為了能夠更好地發(fā)展和建設(shè)變電站，必須加強對變電站基礎(chǔ)信息的調(diào)研，并不斷深化電力電子技術(shù)、通信技術(shù)、計算機及信息處理技術(shù)在自動化系統(tǒng)中的應用，加快我國變電站的改進速度，以滿足不斷加劇的電力能源需求。

[1]劉曉菲.論變電站綜合自動化系統(tǒng)的改造與應用[J].科技論壇, 2014(3).

[2]劉青利.綜合自動化技術(shù)在變電站中的應用分析[J].電源技術(shù)應用,2012(7).