關(guān)于變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)分析

周莉君 王夢(mèng)丹

摘要：現(xiàn)代社會(huì)用電結(jié)構(gòu)和需求復(fù)雜化發(fā)展，電力用戶對(duì)于電力供應(yīng)有了多樣化的需求，這需要變電控制更加的具有針對(duì)性和精準(zhǔn)性，同時(shí)保持電力供應(yīng)的安全性和穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的人力控制存在較多的漏洞，不論是技術(shù)操作還是參數(shù)調(diào)節(jié)，都不可避免的存在主觀意識(shí)上的錯(cuò)誤，現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用則能夠讓變電站的控制管理變得更加的簡(jiǎn)單、高效和安全，提升變電站運(yùn)行的效率和準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：變電站控制；綜合自動(dòng)化技術(shù)；技術(shù)現(xiàn)狀；控制模式；技術(shù)要點(diǎn)

利用自動(dòng)化技術(shù)建立變電站綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站設(shè)備的高效化管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)作的自動(dòng)化控制，與傳統(tǒng)的變電站管理方式相比，自動(dòng)化技術(shù)下的變電站管理更加安全可靠，電力供應(yīng)也更加的準(zhǔn)確。在本文當(dāng)中，筆者將對(duì)變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行分析，討論當(dāng)前的技術(shù)現(xiàn)狀，提出自動(dòng)化控制模式和關(guān)鍵性技術(shù)，進(jìn)一步推進(jìn)變電站的自動(dòng)化管理。

一、當(dāng)前變電站對(duì)于綜合自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

（一）通信方式發(fā)生變化

目前，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)主要是基于LonWorks和CAN現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)作為交流的主要方式，該交流方式改變了傳統(tǒng)通信需要依靠中心接點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)的缺陷，其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)為：信道之間的通信可以實(shí)現(xiàn)多方通信，通信成本比較低，能夠最大限度的展現(xiàn)設(shè)備的利用價(jià)值。

（二）單元功能與系統(tǒng)性能的實(shí)現(xiàn)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和社會(huì)供電需求的快速變化，自動(dòng)化技術(shù)在變電站控制管理中的應(yīng)用程度不斷加深，應(yīng)用層面不斷拓展，它在一定程度上促進(jìn)了無人值守變電站和電網(wǎng)微機(jī)自動(dòng)控制運(yùn)行這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。自動(dòng)化控制技術(shù)下變電站各個(gè)單元的功能主要使用雙網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，其優(yōu)勢(shì)在于系統(tǒng)性能高。系統(tǒng)的檢測(cè)功能能是通過遠(yuǎn)程遙感監(jiān)測(cè)和計(jì)算實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)，各單元的功能是通過自動(dòng)化技術(shù)完成的，這樣就可以在一定程度上保證了整個(gè)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的性能。

二、變電站綜合自動(dòng)化管理模式分析

（一）集中模式

變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的集中式結(jié)構(gòu)在小型變電站中的應(yīng)用比較普遍，集中模式下自動(dòng)化控制系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)的外圍接口電路更加廣泛，分站模擬量、開關(guān)量和數(shù)字量信息的采集都是采用集中采集方式，數(shù)據(jù)信息的處理同樣采用集中方式，并實(shí)現(xiàn)完整的微機(jī)監(jiān)控保護(hù)功能。該模式的缺陷在于系統(tǒng)控制精度較低，易受到外界和系統(tǒng)本身的干擾，工作容量也比較小。

（二）全分散模式

分散式結(jié)構(gòu)是的控制和測(cè)量單元是分散的，系統(tǒng)安裝在主控制柜上。設(shè)備的保護(hù)控制系統(tǒng)與遠(yuǎn)距離調(diào)度中心的通信主要依靠保護(hù)管理機(jī)實(shí)現(xiàn)，近年來，CAN現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的使用逐漸廣泛起來，在很多全分散式自動(dòng)化控制系統(tǒng)化中依靠該技術(shù)實(shí)現(xiàn)通信。

（三）分散/集中融合模式

分散/集中融合模式下，配電線路保護(hù)裝置和測(cè)控單元是以分散方式安裝在開關(guān)柜中的，高壓線路保護(hù)裝置與變壓器保護(hù)裝置則采用的是集中式的安裝方式，安裝在控制室當(dāng)中，系統(tǒng)通信也是依靠現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)的。其主要優(yōu)點(diǎn)是：二次設(shè)備智能化程度高，具有較強(qiáng)的自診斷和監(jiān)測(cè)功能，可靠性高。

三、變電站綜合自動(dòng)化控制的關(guān)鍵技術(shù)

（一）數(shù)據(jù)處理技術(shù)

監(jiān)控主站需要收集數(shù)據(jù)并進(jìn)行無失真?zhèn)鬏斖ㄐ牛员ＷC數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，模擬量的采集是三相電流等低壓母線側(cè)電壓，同時(shí)還包括各種狀態(tài)量信息的采集和保護(hù)信號(hào)的材料，例如斷路器狀態(tài)采集、繼電保護(hù)信號(hào)采集、刀閘狀態(tài)采集、設(shè)備動(dòng)作信號(hào)采集等等，數(shù)據(jù)處理則主要是對(duì)變電站設(shè)備的運(yùn)行的各項(xiàng)數(shù)據(jù)（包括報(bào)警和故障數(shù)據(jù)）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、計(jì)算和分析。

（二）繼電保護(hù)和人機(jī)交互技術(shù)

作為自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，保護(hù)系統(tǒng)需要保持自動(dòng)化系統(tǒng)的相對(duì)獨(dú)立性。為了保證電磁兼容指標(biāo)具有很強(qiáng)的抗干擾能力，需要建立專門的熔斷器保護(hù)和控制電源系統(tǒng)，獨(dú)立保護(hù)CT和CT測(cè)量，以實(shí)時(shí)在線改變?cè)O(shè)定值和各種參數(shù)。人機(jī)交互技術(shù)則是讓變電站人員可以了解變電站的運(yùn)行情況，隨時(shí)通過屏幕、鍵盤輸入設(shè)置報(bào)警限值和本地/遠(yuǎn)程控制、信號(hào)復(fù)位，打印各種長(zhǎng)期保存的數(shù)據(jù)和信息。

（三）抗干擾技術(shù)

大多數(shù)監(jiān)控裝置常采用交流220 V供電綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的供電抗干擾可以通過設(shè)置隔離變壓器、UPS不間斷電源、電源濾波器或者氧化鋅壓敏電阻等措施進(jìn)行，外部干擾源由變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)外部產(chǎn)生，不能消除。因此，可以通過屏蔽和減少?gòu)?qiáng)電路的電感耦合來減弱干擾能力。

（四）通信技術(shù)

在變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和通信之間的間隔層設(shè)備網(wǎng)絡(luò)傳輸層協(xié)議，答應(yīng)式規(guī)約和循環(huán)式規(guī)約是變電站和調(diào)度中心使用較為普遍的兩種協(xié)議規(guī)約。其特點(diǎn)為：（1）當(dāng)RTU接收主機(jī)接收到查詢命令后，設(shè)置了一個(gè)答應(yīng)時(shí)間限制，如果在限制期內(nèi)未進(jìn)行答應(yīng)，則視為通信不成功。（2）RTU沒有接收到主機(jī)的查詢命令，不能夠?qū)嵤┤魏尾僮鳌Ｆ鋬?yōu)點(diǎn)是信道效率高，數(shù)據(jù)傳輸速度快，信道適應(yīng)性強(qiáng)。但也有缺點(diǎn)，主要變現(xiàn)為事故的響應(yīng)速度慢，對(duì)通道的要求更高。

四、結(jié)語

實(shí)現(xiàn)變電站的綜合自動(dòng)化控制必須加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，不斷開發(fā)新的自動(dòng)化控制功能。在建設(shè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)明確每一項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用方式，了解其優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)，以充分展現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制性能。