淺談220kv變電站綜合自動化系統(tǒng)的運用及發(fā)展方向

摘 要：變電站綜合自動化系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)自動化的基礎(chǔ)，在整個電力系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用。 隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，變電站綜合自動化技術(shù)已經(jīng)為人們所接受并在實際的生產(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化系統(tǒng)的發(fā)展歷程，并探討了變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展方向。

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

一、 引言

而隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)的不斷發(fā)展，變電站綜合自動化技術(shù)也得到了快速的發(fā)展。110kv及以下綜合自動化變電站的順利投運，為 220 kV綜合自動化變電站的實施提供了大量實踐經(jīng)驗和技術(shù)支撐。這要求我們對變電站綜合自動化技術(shù)的發(fā)展有一個很好的前瞻，同時也為電力系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。

二、 變電站綜合自動化系統(tǒng)應(yīng)用發(fā)展歷程

變電站綜合自動化系統(tǒng)的相關(guān)研究開始于 20 世紀 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化系統(tǒng)以 RTU 為基礎(chǔ)，基于變送器及繼電保護與自動裝置等設(shè)備。該類系統(tǒng)實際上是在常規(guī)的繼電保護及二次接線的基礎(chǔ)上增設(shè) RTU，以實現(xiàn)“四遙”功能。 有關(guān)重要信息（如保護信息等）通過硬接點送給 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：系統(tǒng)功能不強、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化系統(tǒng)是以單片機為基礎(chǔ)、按功能劃分硬件結(jié)構(gòu)的綜合自動化系統(tǒng)。20世紀80年代后期，隨著以8051、8098為代表的單片機技術(shù)的成熟，出現(xiàn)了大量的站內(nèi)微機化功能裝置，將這些微機化單元組合在一起，即形成了按功能分布的綜合自動化系統(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（總控單元）、綜合監(jiān)控單元、微機保護單元，各單元大都由16位或32位單片機組成，各功能模塊間采用串行通信方式實現(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：選用單片機負責(zé)數(shù)據(jù)采集，使工控機從大量單調(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)計算等工作。

第三代變電站綜合自動化系統(tǒng)是以現(xiàn)場總線、局域網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的分散式綜合自動化系統(tǒng)。現(xiàn)場總線是20世紀90年代新興起的一種先進工業(yè)控制技術(shù)，是應(yīng)用于自動化系統(tǒng)現(xiàn)場設(shè)備和現(xiàn)場儀表互連的通信網(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化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可劃分為兩個層次：第一層是分散控制層，包括保護設(shè)備、數(shù)據(jù)采集與控制設(shè)備、智能設(shè)備、指示儀表等（該層由獨立的保護及I/O組成）;第二層通常為站級計算機，實現(xiàn)變電站級的協(xié)調(diào)、優(yōu)化控制，并實現(xiàn)與遠方調(diào)度中心的聯(lián)通。該類系統(tǒng)具有以下特點：簡化了變電站二次設(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)展趨勢將從一個功能模塊管理多個電氣單元或間隔單元向一個模塊管理一個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，自動化系統(tǒng)故障時對電網(wǎng)可能造成的影響大大地減小了，自動化設(shè)備的獨立性、適應(yīng)性更強。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，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。所以，測量單元與微機保護單元互感器可共用，簡化了二次設(shè)備，這樣可以將測量單元與保護單元融合在一起，實現(xiàn)一個模塊管理一個電氣單元或間隔單元，為變電站綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實現(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)在綜合自動化變電站內(nèi)已廣泛使用，它將變電站內(nèi)采用攝像機拍攝的視頻圖象遠距離傳輸?shù)秸{(diào)度中心或集控站（主站），使主站的運行、管理人員可以借此對變電站電氣設(shè)備的運行環(huán)境進行監(jiān)控，以保證無人值班變電站的安全運行。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)，將計算機視覺技術(shù)運用到圖象信息的分析與理解中，可以實現(xiàn)變電站系統(tǒng)圖象信息的智能處理。

（三）藍牙技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用

藍牙技術(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)、為固定與移動設(shè)備通信環(huán)境建立一個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)時代相適應(yīng)的特點。藍牙技術(shù)是一項發(fā)展中的技術(shù)，其應(yīng)用正處于起步階段，但藍牙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、知識產(chǎn)權(quán)共享的優(yōu)勢是非常明顯的，其未來的發(fā)展不可限量。可以預(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現(xiàn)。

四、 結(jié)束語

國內(nèi)變電站綜合自動化系統(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。但是隨著我國大系 統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)和電力市場的實現(xiàn)，對變電站綜合自動化要求越來越高，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)模不斷擴大的需求及對電能質(zhì)量要求不斷提高的需求。

參考文獻：

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

作者簡介：

蘇梅芬，國網(wǎng)泉州供電公司。