楊通茂　嚴元興

摘 要：文章通過對當下我國變電站綜合自動控制技術(shù)所存在的問題以及發(fā)展現(xiàn)狀進行分析，在此基礎(chǔ)上對我國工業(yè)以太網(wǎng)綜合自動控制系統(tǒng)進行重點設(shè)計，將以太網(wǎng)綜合自動控制系統(tǒng)的具體實施方案以及網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)展現(xiàn)出來，希望可以給我國變電站綜合自動控制水平的提升，以及對變電站無人值守發(fā)展目標地實現(xiàn)提供到一定參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：變電站；綜合自動控制系統(tǒng)；無人值守

引言

隨著當下社會科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，促使我國社會現(xiàn)代化生產(chǎn)腳步也越來越快，人們不管是在對電力能源數(shù)量需求上，還是在對其質(zhì)量需求上，所提要求也愈來愈高。而越來越普及的計算機和通信技術(shù)，也促使變電站中也開始廣泛的運用起綜合自動化系統(tǒng)。當下我國電力系統(tǒng)相關(guān)部門已逐漸將變電站綜合自動控制技術(shù)當成一項全新技術(shù)應(yīng)用到電力電網(wǎng)中，諸多專業(yè)廠家也開始將重點研究項目定位到開發(fā)變電站自動控制系統(tǒng)上，并對其進行不斷地完善，并將一系列不同特色的變電站綜合自動控制系統(tǒng)給一一推行出來，從而使得我國電力系統(tǒng)發(fā)展要求得到有效滿足。

1 變電站綜合自動控制技術(shù)的價值

諧波、三相不平衡、閃變、電壓偏差、頻率以及波動這六項指標是我國電能質(zhì)量的標準指標。而這六項指標在很大程度上嚴格要求了電力系統(tǒng)中變電站的運行水平。電力系統(tǒng)在運行過程中所具有的可靠性和經(jīng)濟性都會直接受到變電站運行狀況的影響。而想要對變電站運行過程中的可靠性和經(jīng)濟性進行提升，最為基本且簡單的方法就是對變電站運行管理的自動化水平進行有效提升，讓變電站綜合自動化目標得以實現(xiàn)[1]。

2 目前我國變電站綜合自動控制應(yīng)用所存在的問題和現(xiàn)狀

2.1 我國變電站綜合自動控制應(yīng)用的現(xiàn)狀

在我國，由于工業(yè)以太網(wǎng)的組網(wǎng)成本非常的低廉，網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議也比較的通用，致使其受到了非常廣泛地運用，逐漸被運用到電網(wǎng)自動控制領(lǐng)略中自動化控制網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建上。而隨著不斷發(fā)展和進步的科學(xué)技術(shù)，在工業(yè)自動化系統(tǒng)中工業(yè)以太網(wǎng)以及無縫連接技術(shù)都得到了很好地使用。在綜合變電站發(fā)展上我國企業(yè)也是非常的迅速，在我國占據(jù)主流的都是從原來電力系統(tǒng)綜合自動化而逐漸轉(zhuǎn)化過來的企業(yè)綜合自動化系統(tǒng)，這些企業(yè)在市場份額上已經(jīng)多達百分之八十[2]。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是這些企業(yè)變電站綜合自動化系統(tǒng)采用最為廣泛的，傳統(tǒng)四合一微機測控保護單元運用于間隔層，在通訊管理器或者管理機上進行間隔層設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸，在對這些數(shù)據(jù)進行處理，然后在對多串口通信方式進行運用，通過各自通訊接口將原先已經(jīng)被處理過的數(shù)據(jù)分別傳輸?shù)竭h端生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)和后臺管理機上，而在通訊違約上，所采用的依舊是電力系統(tǒng)的部頒CDT違約。此外，傳統(tǒng)現(xiàn)場總線，如CanBus、ProfiBus、ModBus以及Lon-Works現(xiàn)場總線，也仍然是這種結(jié)構(gòu)模式間隔層設(shè)備所采用的。

2.2 我國變電站綜合自動控制應(yīng)用的問題

人們在對這種由網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所組成的企業(yè)變電站綜合自動化系統(tǒng)進行實際應(yīng)用的過程中發(fā)現(xiàn)，雖然它所采用的現(xiàn)場總線技術(shù)較為的先進，具有非?？斓膫鬏斔俣?、數(shù)據(jù)也具有非常高的安全性以及非常穩(wěn)定和可靠的網(wǎng)絡(luò)等一系列特點，但是對于具有一定特殊性的企業(yè)變電站來說，對企業(yè)變電站綜合自動化的需求還無法做到很好的滿足[3]。特別是在工業(yè)自動化系統(tǒng)中對工業(yè)以太網(wǎng)地廣泛運用，以及無縫連接這種和其相適應(yīng)的技術(shù)，促使我國企業(yè)變電站綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)在發(fā)展和創(chuàng)新上還需要進行不斷的完善和改進。

當下我國很多轉(zhuǎn)化成為企業(yè)變電站綜合自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，除了對企業(yè)實際需求很難做到滿足，一些缺陷和問題也依然存在于實際應(yīng)用中。出現(xiàn)故障的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或者出現(xiàn)問題的間隔層設(shè)備，都是讓系統(tǒng)和系統(tǒng)之間所存在的通信故障誘導(dǎo)出來的，從而使整個系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定，嚴重時，甚至還會讓整個系統(tǒng)遭受癱瘓，這個致命缺陷在所有的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中都存在著。而很多廠家為了將這個問題解決掉，都開始采用一系列的措施來防范，如雙機切換、雙機冗余等，但是所取得的效果卻并不是很理想。很多處理方式都只能做到將前置機和通訊管理器故障出現(xiàn)頻率進行降低，而不能讓這類問題在根本上被解決掉。

3 變電站綜合自動控制系統(tǒng)的設(shè)計和研究

3.1 變電站綜合自動控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系設(shè)計

通過站內(nèi)、占中以及電站所構(gòu)成的一種異構(gòu)系統(tǒng)，并通過對前置機進行傳輸各種不同規(guī)約數(shù)據(jù)，在有前置機解析和打包這些傳輸過來的數(shù)據(jù)，在以太網(wǎng)中運用XML格式進行傳輸?shù)恼麄€過程就是變電站綜合自動化系統(tǒng)。

在對綜合自動化控制系統(tǒng)組網(wǎng)進行實際設(shè)計的過程中，工業(yè)以太網(wǎng)這種在當下被廣泛運用的技術(shù)是最為普遍的選擇，在一些大型樞紐變電站中更是如此，在節(jié)點數(shù)目上由于220kV以上電壓等級的變電站具有很多，成千上萬個CPU分布在站內(nèi)，擁有很大的數(shù)據(jù)信息流，且在速率上也具有非常高的要求，在實時性、時間以及寬帶等指標同步上LonWorks網(wǎng)絡(luò)已逐漸顯得力不從心，而能夠滿足上述要求的只有工業(yè)以太網(wǎng)。因此，在大型樞紐變電站內(nèi)部中工業(yè)以太網(wǎng)作為數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)，是最好的選擇。

在設(shè)計的具體過程中，可以依據(jù)電氣設(shè)備中變電站進行監(jiān)測控制的接口類型來設(shè)計：首先，將嵌入式以太網(wǎng)接口配送到每個需要檢測控制的電氣設(shè)備上，將以太網(wǎng)節(jié)點直接設(shè)置在該設(shè)備上，從而使其可以直接的連接到工業(yè)以太網(wǎng)上[4]。其次，通過RS232/485或現(xiàn)場總線等方式將不具備以太網(wǎng)接口的幾個測控裝置連接在一起，然后利用通信控制器上的嵌入式以太網(wǎng)接口，將以太網(wǎng)節(jié)點直接設(shè)置在這些測控裝置上，從而使其可以有效地連接到以太網(wǎng)。這兩種應(yīng)用模式都需要對嵌入式以太網(wǎng)接口進行設(shè)計，兩者本質(zhì)上幾乎相同，但是如果考慮到變電站自動化系統(tǒng)的電壓等級、成本以及配置，這兩種模式的適用范圍就存在很大差異；而如果考慮到可靠性，作為數(shù)據(jù)流在站內(nèi)的核心，變電站內(nèi)通信系統(tǒng)使用雙以太網(wǎng)冗余配置是最好的選擇。

3.2 實現(xiàn)綜合自動控制系統(tǒng)

在進行實際的實施過程中，在變電站綜合自動控制系統(tǒng)上，應(yīng)該對面向?qū)ο蠓椒ㄔO(shè)計進行采用，對配置進行分層分布，將全站綜合自動控制設(shè)備分成兩種，一種為站控層設(shè)備，一種為間隔層設(shè)備。首先，監(jiān)視、控制、測量以及管理全站設(shè)備的中心所在設(shè)置成站控層，并對各間隔層設(shè)備所接收到的數(shù)字量、電度量以及模擬量等信息進行收集，同時對現(xiàn)場的控制命令進行發(fā)布，在遠方數(shù)據(jù)上運用遠動工作站中專用的遠動通道和調(diào)度端來進行通信。其次，間隔層主要是對實時信息進行收集，并對間隔層中一切設(shè)備的運行進行監(jiān)測和控制，在于站控層的操作要求上進行自主協(xié)調(diào)的就地進行操作，從而使設(shè)備地安全運行得到保障[5]。而且在設(shè)備開關(guān)上具有就地和遠方切換的功能，在站控層出現(xiàn)問題沒有效果的時候，間隔層的監(jiān)控和保護功能依舊可以獨立完成。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著我國科學(xué)水平的迅速發(fā)展，變電站綜合自動控制技術(shù)的應(yīng)用也愈加顯得重要起來，只有對其進行不斷的完善，才能使我國電網(wǎng)系統(tǒng)的安全性能得到加強，從而使我國電網(wǎng)經(jīng)濟運行水平的提升得到有效促進。

參考文獻

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[2]劉敏.綜合自動化控制技術(shù)在智能變電站電力調(diào)度中的應(yīng)用研究[J].中國科技信息，2014，17：93-94.

[3]程時杰，李興源，張之哲.智能電網(wǎng)統(tǒng)一信息系統(tǒng)的電網(wǎng)信息全域共享和綜合應(yīng)用[J].中國電機工程學(xué)報，2011，1：8-14.

[4]魯東海，孫純軍，秦華.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能變電站輔助控制與監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用[J].華東電力，2011，4：567-571.

[5]李都紅，李雪剛，王勁松.淺談變電站綜合自動化技術(shù)的應(yīng)用[J].電氣應(yīng)用，2011，10：22-25.

作者簡介：楊通茂，男，貴州省興義市人，工作單位：貴州萬峰電力股份有限公司。