陸琴++張婷

摘 要：變電站實現(xiàn)綜合自動化是變電站的發(fā)展趨勢，是技術(shù)變革的發(fā)展方向，在近些年成為熱門話題。本文從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)性能、系統(tǒng)通信及協(xié)議等多方面介紹了目前變電站綜合自動化的新技術(shù)動向，從變電站綜合自動化系統(tǒng)的類型、變電站綜合自動化系統(tǒng)的基本功能及變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展概況等方面進(jìn)行了綜合闡述，同時也展望了未來的發(fā)展趨勢，希望能夠?qū)ν杏猩僭S借鑒。

關(guān)鍵詞：變電站；綜合自動化；現(xiàn)狀；發(fā)展

中圖分類號：TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）01-0189-02

1 引言

變電站綜合自動化技術(shù)在近些年成為熱門話題，主要是因為：①我國電網(wǎng)越來越復(fù)雜，調(diào)度中心有更多的信息需求；②變電站需求遠(yuǎn)方控制和操作；③為了實現(xiàn)進(jìn)一步的信息共享；④對電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運行要求越來越高。

2 變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展概況

國外變電站綜合自動化系統(tǒng)從20世紀(jì)70年代開始研究，變電站監(jiān)控功能得到了很快的發(fā)展。我國的相關(guān)研究從80年代中期開始，清華大學(xué)電機(jī)工程系1987年成功研制變電站綜合自動化系統(tǒng)并投入運行。近年來隨著科技通信技術(shù)的不斷發(fā)展，國內(nèi)幾個比較大的自動化系統(tǒng)生產(chǎn)單位制造出了高水平的產(chǎn)品。

3 變電站綜合自動化技術(shù)

3.1 變電站綜合自動化系統(tǒng)的類型

變電站綜合自動化系統(tǒng)按照發(fā)展過程及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點，可以分為3種類型。

（1）增強(qiáng)型RTU方式。增強(qiáng)型RTU方式變電站自動化系統(tǒng)的主要設(shè)備包括RTU、變送器、繼電保護(hù)與自動裝置等。

該系統(tǒng)具有系統(tǒng)功能不強(qiáng)，硬件設(shè)備重復(fù)，整體性能指標(biāo)低，系統(tǒng)聯(lián)接復(fù)雜，可靠性低等缺點，優(yōu)點是成本低。該系統(tǒng)比較適合于老站的改造。

（2）分散式系統(tǒng)或第2代綜合自動化系統(tǒng)。使用該類系統(tǒng)可以取消常規(guī)的保護(hù)屏、控制屏、中央信號屏、遠(yuǎn)動屏、測量儀表等。

該系統(tǒng)的優(yōu)點是各種功能比較完善、人機(jī)界面較好、在線功能強(qiáng)。缺點是系統(tǒng)仍然比較復(fù)雜、聯(lián)結(jié)電纜較多、系統(tǒng)可靠性不太高。該系統(tǒng)總整體上來看僅是監(jiān)控系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)簡單的相加，并沒有從整體上來考慮變電站綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

（3）引入了站控級和保護(hù)裝置級概念的變電站綜合自動化系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用國際上成熟的先進(jìn)設(shè)計思想，可以實現(xiàn)信息資源的共享以及保護(hù)、監(jiān)控功能的綜合化， 站內(nèi)二次回路大大簡化，完全消除了設(shè)備之間錯綜復(fù)雜的二次電纜由于保護(hù)裝置可放在開關(guān)柜上或放置在一次設(shè)備附近，從而可大大縮小主控制室面積，節(jié)省控制電纜。

3.2 變電站綜合自動化系統(tǒng)的基本功能

變電站綜合自動化是綜合了多專業(yè)的技術(shù)，其子系統(tǒng)主要包括監(jiān)控子系統(tǒng)、微機(jī)保護(hù)子系統(tǒng)、電壓無功綜合控制子系統(tǒng)、電力系統(tǒng)的低頻減負(fù)荷控制、備用電源自投控制、變電站綜合自動化系統(tǒng)的通信。

監(jiān)控子系統(tǒng)的功能主要包括有：①SOE事件順序記錄；②數(shù)據(jù)采集；③操作控制；④故障記錄、故障錄波和側(cè)距；⑤人機(jī)聯(lián)系；⑥安全監(jiān)視；⑦諧波分析與監(jiān)視；⑧打??；⑨數(shù)據(jù)處理與記錄。

微機(jī)保護(hù)子系統(tǒng)功能主要包括母線保護(hù)、線路主保護(hù)和后備保護(hù)、配電線路保護(hù)、主變主保護(hù)和后備保護(hù)、不完全接地系統(tǒng)單相接地選線、無功補償電容器組保護(hù)。

電壓，無功綜合控制子系統(tǒng)是綜合調(diào)節(jié)控制有載調(diào)壓變壓器分接頭和并聯(lián)補償電容器組，從而保證電壓質(zhì)量和優(yōu)化無功補償。

4 變電站自動化研究的新技術(shù)動向

4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

現(xiàn)場總線技術(shù)的使用已使得自動化系統(tǒng)的實現(xiàn)簡單的多，性能上也大大優(yōu)于以往的系統(tǒng)。通過新技術(shù)的應(yīng)用，測控設(shè)備將完全融合一次設(shè)備，系統(tǒng)的每個設(shè)備都有保護(hù)、監(jiān)控、計費、操作、閉鎖等一系列功能及信息庫，僅通過一對通信雙絞線實現(xiàn)設(shè)備智能化。

4.2 系統(tǒng)性能

今后努力的方向是充分利用資源，通過優(yōu)化系統(tǒng)功能，從而實現(xiàn)電壓無功控制、小電流接地判別、防誤操作、事故應(yīng)急處理方案、多臺主變的經(jīng)濟(jì)運行方案優(yōu)化、線路同期、設(shè)備壽命管理、錄波等功能。

4.3 系統(tǒng)通信

典型的變電站綜合自動化系統(tǒng)，可分為分布式的綜合設(shè)備、站內(nèi)通信網(wǎng)、變電站層的監(jiān)控及通信系統(tǒng)三個層次。

（l）在測控單元和通信單元之間。與比較點對點通信信道網(wǎng)（星形網(wǎng)），現(xiàn)場總線網(wǎng)的優(yōu)勢在于多點共享。面對多CPU系統(tǒng)的信息傳輸及突發(fā)事件的優(yōu)先傳輸問題，現(xiàn)場總線技術(shù)可以實現(xiàn)高速傳輸、設(shè)置傳輸優(yōu)先級、安排信息傳輸?shù)捻樞?、多路偵聽自動上送功能?/p>

（2）在當(dāng)?shù)赜嬎銠C(jī)和通信單元方面。由于利用變電站自動化來實現(xiàn)無人值班，因此其傳遞的信息容量將很大。從系統(tǒng)整體的可靠性考慮，應(yīng)配備雙通信單元、雙以太網(wǎng)、雙計算機(jī)來實現(xiàn)信息的傳輸及管理，該方案的通信媒介大多采用雙絞線。

（3）與多個控制中心的連結(jié)。與控制中心的連接突出表現(xiàn)在通道和通信協(xié)議上。變電站自動化的信息傳輸己逐漸向網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展，并將由局域網(wǎng)互聯(lián)向廣域網(wǎng)互聯(lián)發(fā)展，由此而帶來的電力系統(tǒng)信息共享的益處將是巨大的。

4.4 通信協(xié)議

設(shè)備的互聯(lián)互通不成問題，既可以靈活地進(jìn)行系統(tǒng)集成，又便于操作人員的運行維護(hù)。國外大公司如西門子和ABB等對EJC6185O的研究，在理論上已經(jīng)成熟，并正在開發(fā)支持EIC61850的產(chǎn)品，國內(nèi)的南瑞、四方等也都在全面跟蹤研究EIC61850的最新發(fā)展動向，但還沒有適合國情的完整技術(shù)方案，更沒有示范工程的實施。在通信協(xié)議上大家還是選擇EIC60870系列標(biāo)準(zhǔn)，主要原因是受到技術(shù)水平以及研究水平的限制。

5 對變電站綜合自動化技術(shù)的展望

（1）智能電子裝置（EID）、現(xiàn)場總線及工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)會加速變電站自動化技術(shù)的發(fā)展；（2）數(shù)字式視頻圖像監(jiān)視技術(shù)會越來越重要；（3）與電氣設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)充分融合；（4）光電互感器的研究與應(yīng)用；（5）電能質(zhì)量的在線監(jiān)測充分融合；（6）越來越廣泛的應(yīng)用范圍。

6 結(jié)語

變電站實現(xiàn)綜合自動化是變電站的發(fā)展趨勢，是技術(shù)變革的發(fā)展方向。通過繼續(xù)拓展思路，不斷的應(yīng)用新技術(shù)、新原理、新設(shè)備，將設(shè)備工藝進(jìn)一步優(yōu)化，不斷的相應(yīng)要求，從而實現(xiàn)變電站的不斷發(fā)展。

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