電力變電自動化的發展

劉偉 國網銅陵供電公司

1 電力變電自動化的功能

能夠將網絡技術和計算機技術完美融為一體的被稱為電力變電自動化系統，他能夠實現信息處理和數據統計采集的強大功能，同時也有遙控和媒體預言報警的功能。電力變電自動化目的在于能夠強化系統，使系統更具有穩定性和可靠性。在系統運作過程中如果一臺服務器因為某種因素出現了問題，那么為了使得系統能夠恢復正常，一個方法就是要將一個服務器的數據切換到另一臺服務器上去，這對系統來說是以中快速排出故障的方式，那么在故障解決以后也能夠使系統不受影響。能夠對整個系統的調度自動化健康運行的重要因素是，調度自動化在其中發揮了重要作用，他全程跟蹤電網的運行情況，為的是能夠是網絡的都及時的維護，能夠是系統能夠順利的運行，保持良好的狀態。電力變電自動化系統有著安全、穩定的優勢，同時又能夠及時的對電網進行實效性監控。

2 電力變電自動化的便捷性

電力變電自動化有著可維護性強的特性，他包括著硬件系統和軟件系統幾個部分。主要有幾方面的表現：

2.1 電力系統應該能夠具備一體化的優勢技術，將繪圖、建模和模庫進行強效配合，這是為了方便人員進行繪圖和建模，建庫，這樣就是做到了三者同時進步的目的。

2.2 電力系統應該具備簡單和使用的維護工具，這樣做就可以大大提高員工進行為維護的效率，也能夠在故障發生的第一時間找到故障產生的因素和判斷發生的位置，并方便想到解決的方法來解決問題。

2.3 電力系統在選用設備的時候應該具有嚴格的要求，應該符合現代國際的規范要求，應該是工業規范標準中的通用產品，同時也一定要是有這良好市場前景和有良好產品質量保證的，這樣是為了方便以后的維護和檔次提升。

3 電力自動化網絡

3.1 變電自動化系統內的通信網絡設計

構建一個快速、穩定、可靠和富有彈性的通信網絡是變電自動化系統的基本要求，也是整個電力系統運行管理自動化的根本前提。由于強調專用性而犧牲了通用性，長期缺乏統一的國際標準。在通信節點多，現場總線存在以下局限性：

（1）當通信節點超過一定數量后，響應速率下降到不能接受的水平，不能適應對通信的要求；

（2）有限的帶寬使錄波等大量數據的傳輸延遲大到不能令人滿意的程度；

（3）總線型拓撲結構在網絡的任一點故障時均可能導致整個系統崩潰。

因此，自動化通信系統需要計算機網絡技術，更需要帶寬、通用性和符合國際標準的網絡技術。在帶寬、可擴展性、可靠性、經濟性、通用性等方面的綜合評估中，計算機網絡技術必將成為自動化系統中通信技術發展的趨勢。

3.2 變電自動化系統的網絡模型

（1）假定電力網絡中節點編號的次序先是各發電機節點，然后是負荷和其它節點。由于在電網故障后功角的第一個搖擺周期內，各種調節器因為時滯來不及動作或動作很小，且在穩定性預測和早期控制中對時間要求很短暫，故一般采用電力系統的經典模型（如恒定阻抗負荷模型和暫態電抗后恒定電勢的同步電機模型）；

（2）在研究系統多個功角搖擺周期時段的動態穩定時，要考慮各個元件的反應特性。在電力系統運行方式處于穩定域邊界處，由經典模型得出的結果與實際模型相差甚遠，故需采用詳細發電機等單元的數學模型（含勵磁、調速系統模型，負荷考慮電壓和頻率特性）來研究。

4 電力變電自動化的發展

4.1 網絡化。變電站內常規的二次設備，如繼電保護裝置、防誤閉鎖裝置、測量控制裝置、遠動裝置、故障波裝置、電壓無功控制、同期操作裝置以及正在發展中的在線狀態檢測裝置等全部基于標準化、模塊化的微處理機設計制造，設備之間的連接全部采用高速的網絡通信，二次設備不再出現常規功能裝置重復的 I/O 現場接口，通過網絡真正實現數據共享、資源共享，常規的功能裝置在這里變成了邏輯的功能模塊。

4.2 實時態：實時態為電網正常監視狀態，在此狀態下可以實現電網當前實時數據的監視分析，并可以運用各種電網分析工具協助進行電網的監視、分析以及控制等。

4.3 智能化。一次設備被檢測的信號回路和被控制的操作驅動回路采用微處理器和光電技術設計，簡化了常規機電式繼電器及控制回路的結構，數字程控器及數字公共信號網絡取代傳統的導線連接。換言之，變電站二次回路中常規的繼電器及其邏輯回路被可編程序代替，常規的強電模擬信號和控制電纜被光電數字和光纖代替。

4.4 研究態：在研究態下可以對系統的運行狀態進行模擬測試，也可以在已有模型的基礎上進行數據模型的擴展，開展相應的計算研究。可以隨時動態切換某個節點進入某個研究態，調出某個時段的電網模型以及歷史反演數據，進行事故反演和分析。

4.5 調試態：調試態為新廠站投運或是新的軟件功能投入時的信息調試和功能調試，在調試態下進行的各種操作不能影響對電網的正常運行和監視，在調試態下確定無誤后可以無縫地將相應內容部署到實時態下。所有實時態功能均能在調試態下完成。

5 結束語

由于電力系統的不斷發展擴大，因此對電力系統動態過程的分析越來越復雜，對系統自動控制的要求也越來越高。在變電站自動化領域中，智能化電氣的發展，特別是智能化開關、光電式互感器等機電一體化設備的出現，變電站自動化技術即將進入數字化新階段分層分布式綜合自動化變電系統通過各種設備間相互交換信息、數據共享，實現對變電運行的自動監視、管理、協調和控制，從而提高了變電保護和控制性能，改善和提高了電網的控制水平。有利于系統擴展的方便性和靈活性。特別是利用計算機網絡技術作為通信系統發展模式，更是日后變電自動化發展的趨勢。