荊國勝 周 波

(鄭州祥和電力設(shè)計有限公司，河南 鄭州 450000)

1 發(fā)展階段

變電站的發(fā)展經(jīng)歷了從傳統(tǒng)變電站到自動化變電站的發(fā)展階段，中間經(jīng)歷了綜合自動化變電站和數(shù)字化變電站。傳統(tǒng)變電站保護(hù)設(shè)備以晶體管、集成電路為主，二次設(shè)備按照傳統(tǒng)的方式布置。綜合自動化變電站是隨著微機(jī)保護(hù)技術(shù)和計算機(jī)通信技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的。利用計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)對變電站的二次設(shè)備進(jìn)行重新組合、優(yōu)化，實現(xiàn)對變電站設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測、控制和協(xié)調(diào)。數(shù)字化變電站則實現(xiàn)了整個變電站信息的網(wǎng)絡(luò)化及斷路器設(shè)備的智能化。如今的自動化變電站則是實現(xiàn)信息采集、測量、控制、監(jiān)測的全自動化，且可進(jìn)行必要的自動調(diào)節(jié)，在線分析決策等功能。自動化變電站的變電站本身具有高度的可靠性，同時它還能進(jìn)行自我診斷和自我治療，對可能發(fā)生的故障進(jìn)行預(yù)測并作出快速反應(yīng)。自動化變電站收集的信息不僅能夠?qū)崿F(xiàn)站內(nèi)共享，而且能夠?qū)崿F(xiàn)與電網(wǎng)中相應(yīng)的高級系統(tǒng)之間的互動。

2 體系結(jié)構(gòu)

2.1 硬件集成技術(shù)

以往的變電站的信息處理過程和數(shù)據(jù)計算機(jī)相關(guān)分析都是依賴中央處理器來實現(xiàn)的，各種功能運(yùn)行的效果和質(zhì)量很大程度上都取決于中央處理器性能的高低。這種設(shè)計存在很大的弊端，首先中央處理器能夠集成的資源是有限的，而自動化變電站需要對各種信息進(jìn)行處理，因此它不能滿足自動化變電站對資源的要求。其次，中央處理器集成的硬件資源并不都是自動化變電站所需要的，一些資源可能不可用從而造成資源的浪費(fèi)。再次，嵌入式系統(tǒng)中操作系統(tǒng)的復(fù)雜性也使系統(tǒng)的測試的難度增加。隨著電子學(xué)的不斷發(fā)展，硬件系統(tǒng)的設(shè)計不斷出現(xiàn)了模塊化、集成化的特點(diǎn)，使得硬件設(shè)計可以針對不同的功能進(jìn)行相應(yīng)的模塊化設(shè)計，硬件系統(tǒng)可以用來實現(xiàn)一些以前用軟件來實現(xiàn)的功能，從而保障邏輯處理的準(zhǔn)確性和安全性，提高設(shè)備的集成度，同時模塊化設(shè)計也有利于智能設(shè)備的檢修和升級。

2.2 軟件構(gòu)件技術(shù)

軟件系統(tǒng)在自動化變電站中具有強(qiáng)大的功能，他不僅能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)的信息管理功能而且能夠?qū)崿F(xiàn)站內(nèi)狀態(tài)估計、檢測，遠(yuǎn)程維護(hù)等許多高級功能。所以軟件構(gòu)件技術(shù)的應(yīng)用不

可缺少。軟件構(gòu)件技術(shù)是靈活、實時的軟件系統(tǒng)實現(xiàn)的基礎(chǔ)。軟件構(gòu)件技術(shù)成熟運(yùn)用的前提是較好的軟件結(jié)構(gòu)體系。在自動化變電站中應(yīng)用軟件構(gòu)件技術(shù)一方面可以提高自動化變電站軟件的效率和彈性，將低開發(fā)的成本;另一方面魁加強(qiáng)系統(tǒng)功能之間的互相配合，合理有效的對變電站內(nèi)系統(tǒng)功能進(jìn)行配置。

2.3 信息管理存儲技術(shù)

信息系統(tǒng)的高度集成和數(shù)字化信息平臺的統(tǒng)一使得自動化變電站具有良好的經(jīng)濟(jì)性和外延性。同時使信息資源的共享和分配也有了相應(yīng)的平臺。但是，大量的信息的收集也為信息的實時傳輸?shù)絹砹俗璧K。目前，以太網(wǎng)的發(fā)展還不能滿足自動化變電站對信息的需求，所以信息的分級傳輸和存儲就變得非常重要，信息的優(yōu)先級傳輸和就地存貯的目的是為

了實現(xiàn)信息循環(huán)數(shù)的準(zhǔn)確性和安全性，對信息進(jìn)行分層管理，根據(jù)不同的信息設(shè)置不同的安全保障策略，從而提高信息傳輸?shù)陌踩浴?/p>

2.4 分布電源系統(tǒng)保護(hù)控制技術(shù)

將分布電源系統(tǒng)引入智能電網(wǎng)中，提高了智能電網(wǎng)的運(yùn)行效率，增加了智能電網(wǎng)的靈活性，分布式能源接入電網(wǎng)后將對電網(wǎng)的頻率、電壓穩(wěn)定等產(chǎn)生影響，所以如何保證在任何情況下繼電保護(hù)系統(tǒng)都能對電網(wǎng)做出快速、可靠地保護(hù)是智能配電站面臨的難題。分布式能源的保護(hù)策略有低壓保護(hù)、全線速動保護(hù)、高頻切機(jī)和低頻減載等保護(hù)。分布式能源的控制重點(diǎn)主要是對并網(wǎng)進(jìn)行控制，并網(wǎng)后會改變電網(wǎng)的供電配置格局，增加系統(tǒng)的不穩(wěn)定因素。所以，必須使用自動同期控制和重合閘控制相結(jié)合的方式。

3 自動化變電站的構(gòu)建

3.1 自動化變電站體系架構(gòu)

自動化變電站的體系架構(gòu)功能應(yīng)更加完善，更加符合變電站的技術(shù)要求。自動化變電站高度集成的模塊化硬件設(shè)計和分散控制的設(shè)計思路使得信息采集和各模塊的分工協(xié)作得以高效完成，同時保障了硬件系統(tǒng)的可靠性。自動化變電站緊湊的系統(tǒng)架構(gòu)是變電站內(nèi)的各項功能都發(fā)生了改變，通過硬件的集成和嵌入式系統(tǒng)軟件構(gòu)件技術(shù)的采用，使自動化變電站的功能系統(tǒng)更加的靈活、安全和可靠，提高了變電站設(shè)備的集成程度和自我協(xié)調(diào)能力，使變電站系統(tǒng)的數(shù)字化、信息化程度有了很大提高，同時簡化了系統(tǒng)的維護(hù)工作，減少了工程的實施成本。

3.2 智能設(shè)備的設(shè)計和應(yīng)用

智能設(shè)備是實現(xiàn)自動化變電站的一項技術(shù)基礎(chǔ)。智能設(shè)備是由多個高壓設(shè)備和智能組件的組合形成的，這種組合可以由多種方式。智能設(shè)備的使用可以對變電站內(nèi)的一次設(shè)備進(jìn)行實施的監(jiān)測，可以對一次設(shè)備的運(yùn)行情況和故障類型進(jìn)行判斷和評估，從而利于設(shè)備的在線運(yùn)行指導(dǎo)和維修。此外將智能設(shè)備應(yīng)用到變電站中還可以減少變電站運(yùn)行的管理成本，提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。

3.3 保護(hù)控制方法

傳統(tǒng)的繼電保護(hù)控制方法難以滿足不斷變化的智能電網(wǎng)的要求。分布式能源的接入后改變了電網(wǎng)的運(yùn)行方式，而傳統(tǒng)的保護(hù)控制方式不能適用這種改變，因此自動化變電站需使用開放式的保護(hù)控制方法。開放的控制保護(hù)方法是指隨著電網(wǎng)的運(yùn)行參數(shù)的不斷變化，按照一定的原則，對保護(hù)控制方法進(jìn)行動態(tài)的調(diào)整，以保障不同狀態(tài)下的安全運(yùn)行。它需要制定不同層次的保護(hù)控制策略，針對不同的層次進(jìn)行相應(yīng)的控制和協(xié)調(diào)，提高對變電站系統(tǒng)內(nèi)故障的反應(yīng)能力，提高自動化變電站的自動化水平和自愈性控制。

4 結(jié)語

目前，自動化變電站的研究工作還不成熟，自動化變電站還需要多階段的努力才能建成。自動化變電站的建立必須突破不同專業(yè)間的壁壘，將各個相關(guān)的專業(yè)知識和技術(shù)進(jìn)行有效的融合，形成知識的整合，優(yōu)化資源的配置。只有這樣才能實現(xiàn)自動化變電站易集成、易擴(kuò)展、易維護(hù)的要求。