變電站綜合自動化系統(tǒng)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)

湖北省崇陽縣青山水電公司437500 郭華

變電站綜合自動化系統(tǒng)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)

湖北省崇陽縣青山水電公司437500 郭華

變電站的綜合自動化技術(shù)至關(guān)重要,它關(guān)系到電網(wǎng)調(diào)度中的自動化,也事關(guān)變電站一、二次設(shè)備的技術(shù)效能。文章具體分析變電站綜合自動化系統(tǒng)建設(shè)中的一些關(guān)鍵技術(shù)。

變電站自動化技術(shù)

近些年來,隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展,對電力的需求日益增加。為了滿足國家經(jīng)濟發(fā)展的需要,電力系統(tǒng)也面臨著快速發(fā)展的壓力。國家開始建設(shè)智能電網(wǎng)以保證電力供應(yīng),而變電站的綜合自動化技術(shù)在這過程中至關(guān)重要。

一、變電站綜合自動化系統(tǒng)的不同類型及其特點和效益

(1)什么是變電站綜合自動化系統(tǒng)。變電站綜合自動化系統(tǒng)是一種全新概念的智能化成套裝置,它是調(diào)度自動化的站端設(shè)備RTU與變電站的微機保護裝置發(fā)展到一定程度以后相互結(jié)合的產(chǎn)物,是在計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它從變電站整體出發(fā),將斷路器、變壓器、隔離開關(guān)等設(shè)備的保護、監(jiān)控、測量、信號、遠動、通信、直流和五防功能集于一體,以實現(xiàn)資源共享,避免功能重復(fù),達到變電站更加可靠運行和方便管理的自動化模塊裝置,并按照預(yù)定的程序和要求對變電站進行自動監(jiān)控、測量、協(xié)調(diào)的一種綜合自動化系統(tǒng),它是自動化技術(shù)在變電站應(yīng)用的一種方法。

(2)變電站綜合自動化系統(tǒng)的分類及其特點。目前從國內(nèi)、外變電站綜合自動化的開展情況而言,大致存在以下幾種結(jié)構(gòu):第一,分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。按變電站被監(jiān)控對象或系統(tǒng)功能分布的多臺計算機單功能設(shè)備,將它們連接到能共享資源的網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)分布式處理。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的最大特點是將變電站自動化系統(tǒng)的功能分散給多臺計算機來完成。該模式在安裝上可以形成集中組屏或分層組屏兩種系統(tǒng)組態(tài)結(jié)構(gòu),較多地使用于中、低壓變電站。第二,集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。集中式一般采用功能較強的計算機并擴展其I/O接口,集中采集變電站的模擬量和數(shù)量等信息,集中進行計算和處理,分別完成微機監(jiān)控、微機保護和自動控制等功能。由前置機完成數(shù)據(jù)輸入輸出、保護、控制及監(jiān)測等功能,后臺機完成數(shù)據(jù)處理、顯示、打印及遠方通訊等功能。第三,分層分布式結(jié)構(gòu)。按變電站的控制層次和對象設(shè)置全站控制級——變電站層(站級測控單元)和就地單元控制級——間隔層(間隔單元)的二層式分布控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。也可分為三層,即變電站層、通信層和間隔層。

二、變電站綜合自動化系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

變電站自動化系統(tǒng)國內(nèi)外均是向全分散式系統(tǒng)發(fā)展,并與計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信新技術(shù)緊密相連,變電站自動化關(guān)鍵技術(shù)主要表現(xiàn)在以下方面。

(1)面向?qū)ο蟮募夹g(shù)。目前的變電站自動化系統(tǒng)中,面向?qū)ο蠹夹g(shù)已成為一個十分流行的趨勢,即不單純考慮某一個量,而是為某一設(shè)備配備完備的保護和監(jiān)控功能裝置,以完成特定的功能,從而保證系統(tǒng)的分布式開放性。從技術(shù)的發(fā)展趨勢看,將來的測控設(shè)備還將和一次設(shè)備完全融合,實現(xiàn)所謂的智能一次設(shè)備,每個對象均會有保護、監(jiān)控、計費、操作、閉鎖等一系列功能及信息庫,面向自動化的僅是一對通信雙絞線,該雙絞線以網(wǎng)絡(luò)方式與計算機相連。原先的自動化系統(tǒng)基本只能集中配屏,由于面向?qū)ο笤O(shè)計思想的深入以及一次設(shè)備的整體化設(shè)計,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)將由集中式向部分分散式或全分散式發(fā)展,變電站內(nèi)不再有規(guī)模龐大的測控屏以及大量連接信號源和測控屏之間的銅芯電纜,全部測控裝置下放在就地,實現(xiàn)所有功能,而在控制室,取而代之的是一個計算機顯示器甚至僅為一臺臨時監(jiān)視、操作使用的便攜機。完全分散式的實現(xiàn)依托于如今飛速發(fā)展的計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù),特別是現(xiàn)場總線技術(shù)。這一技術(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)。

(2)通信技術(shù)。典型的變電站綜合自動化系統(tǒng),可分為三個層次。第一層為分布式的綜合設(shè)備,它們把模擬量、開關(guān)量數(shù)字化,實現(xiàn)保護功能,上送測量和保護信息,按收控制命令和定值參數(shù),是系統(tǒng)與一次設(shè)備的接口:第二層次為站內(nèi)通信網(wǎng),它的任務(wù)是搜集各綜合設(shè)備的上傳信息,下達控制命令及定值參數(shù)等,是信息流動的動脈:第二層次是變電站層的監(jiān)控及通信系統(tǒng),它的任務(wù)是下與站內(nèi)通信網(wǎng)相連,使全站數(shù)據(jù)進入數(shù)據(jù)庫,并根據(jù)需要向上送往調(diào)度中心及控制中心,實現(xiàn)遠方通信功能,同時,通過人機界面、數(shù)據(jù)處理能力,實現(xiàn)就地監(jiān)控功能,是系統(tǒng)與運行人員的接口。其中通信層在這里起著舉足輕重的作用更使變電站自動化系統(tǒng)發(fā)生了根本的變化,這些變化集中表現(xiàn)在以下幾個方面。首先是引入現(xiàn)場總線技術(shù)。現(xiàn)場總線技術(shù)不僅具有高速傳輸特征,并且具備“多路偵聽,自動上送”的功能,解決了多CPU系統(tǒng)的信息傳輸及突發(fā)事件的優(yōu)先傳輸問題。變電站自動化己大規(guī)模推廣并已有大量變電站實現(xiàn)無人值班。作為“樞紐工程”的通信系統(tǒng),必須采用雙網(wǎng)絡(luò)來提高系統(tǒng)的可靠性。在通信媒介方面,光纖是較為理想的通信媒介,但由于價格及施工方便等方面的因素。雙絞線仍將被普遍采用。

(3)測控技術(shù)。早期的變電站自動化系統(tǒng)僅是實現(xiàn)基本“四遙”,功能對基本的變電管理,而將來的變電站自動化系統(tǒng)將賦予一些新的功能。如今的變電站自動化系統(tǒng)測控技術(shù)已基本成熟,并且已使用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將變電站之內(nèi)的許多智能裝置進行互聯(lián)及實現(xiàn)信息共享。但系統(tǒng)之內(nèi)的許多資源遠沒有充分利用(如:用于測控的CPU速率都很高,還遠未發(fā)揮其作用:共享的資源十分豐富,卻僅作一些統(tǒng)計之用)。因此,充分利用資源將是今后努力的方向,如在實時數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上實現(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)濟運行方案優(yōu)化、線路同期、設(shè)備壽命管理、錄波等功能。另外,隨著城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)配電自動化的開展,變電站自動化亦將輔以一些配電自動化的功能要求。

電網(wǎng)是一個不可分割的整體,綜合利用整個電網(wǎng)的一、二次設(shè)備信息,對保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行具有重大的意義。變電站綜合自動化是一項提高變電站安全、可靠穩(wěn)定運行水平,降低運行維護成本,提高經(jīng)濟效益,向用戶提供高質(zhì)量的電能服務(wù)的一項措施。

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