變電站綜合自動化系統存在的問題

摘 要:隨著“兩網”改造的深入和電網運行水平的提高，大量采用遠方集中監視、控制等變電站綜合自動化系統，既提高了勞動生產率，又減少了人為誤操作的可能。但同樣也不可避免地帶來了一些問題，該文對變電站綜合自動化系統進行介紹，從技術、管理、人員素質等方面闡述當前變電站綜合自動化系統實際應用中存在的若干問題，并針對這些問題提出了一些建議。

關鍵詞:變電站綜合自動化系統;站內監控功能;通信規約;設備選型

變電站綜合自動化系統自20世紀90年代以來，一直是我國電力行業中的熱點之一。它既是電力建設的需要也是市場的需要，我國每年變電站的數量以3%～5%的速度增長，每年有千百座新建變電站投入運行;同時根據電網的要求，每年又有不少變電站進行技術改造，以提高自動化水平。近幾年來我國變電站綜合自動化技術，無論從國外引進的，還是國內自行開發研制的系統，在技術和數量上都有顯著的發展。

但工程實際當中，部分變電站綜合自動化系統功能還不能充分發揮出來，存在問題較多，缺陷率很高，不能實現真正的無人值班。

一、技術標準問題

目前變電站綜合自動化系統的設計還沒有統一標準，因此標準問題(其中包括技術標準、自動化系統模式、管理標準等問題)是當前迫切需要解決的問題。

(一)生產廠家的問題

目前在變電站綜合自動化系統選型當中存在著如所選系統功能不夠全面，產品質量不過關，系統性能指標達不到要求等情況，主要有以下問題:

由于變電站綜合自動化設備的生產廠家過分重視經濟利益，用戶又過分追求技術含量，而不重視產品的性能及實用性，廠家只要有人買就生產，改進的積極性不高，甚至有些產品生產過程中缺乏起碼的質量保證措施，有些外購部件更是缺乏管理，因而導致部分投產的變電站問題較多;

有些廠家就某產品只搞技術鑒定，沒有產品鑒定;

另外，生產廠家對變電站綜合自動化系統的功能、作用、結構及各項技術性能指標宣傳和介紹不夠，導致電力企業內部專業人員對系統認識不透徹，造成設計漏洞較多。

(二)不同產品的接口問題

接口問題是綜合自動化系統中非常重要而又長期以來未得到妥善解決的問題之一，不同廠家的產品要在數據接口方面溝通，需花費軟件人員很大精力去協調數據格式、通信規約等問題。當不同廠家的產品、種類很多時，問題會很嚴重。

(三)抗干擾問題

抗干擾問題亦即所謂的電磁兼容問題，是一個非常重要卻常常被忽視的方面。傳統上的變電站綜合自動化設備出廠時抗干擾試驗手段相當原始，僅僅做一些開關、電焊機、風扇、手提電話等定性實驗，到現場后往往也只加上開合斷路器的試驗，一直沒有一個定量的指標，這是一個極大的隱患。

(四)傳輸規約和傳輸網絡的選擇問題

變電站和調度中心之間的傳輸規約。目前國內各個地方情況不統一，變電站和調度中心之間的信息傳輸采用各種形式的規約，如部頒CDT、SC-1801、DNP3.0等。

1997年IEC頒布了IEC 60870-5-103規約，國家經貿委在1999年頒布了國際103規約的國內版本DL/T 667-1999，并在2000年的南昌會議上進行了發布，103規約為繼電保護和間隔層(IED)設備與變電站層設備間的數據通信傳輸規定了標準，今后變電站綜合自動化系統站內協議要求采用103規約。

電力系統的電能計量傳輸規約。對于電能計量采集傳輸系統，IEC在1996年頒布的IEC 60870-5-102標準，即我國電力行業標準DL/T 719-2000，是我們在實施變電站電能計量系統時需要遵守的。

上述的三個標準即常說的101、102、103協議，運用于三層參考模型(EPA)即物理層、鏈路層、應用層結構之上，是相當一段時間里指導變電站綜合自動化技術發展的三個重要標準。這些國際標準是按照非平衡式和平衡式傳輸遠動信息的需要制定的，完全能滿足電力系統中各種網絡拓撲結構，將得到廣泛應用。

(五)開放性問題

變電站綜合自動化系統應能實現不同廠家生產的設備的互操作性(互換性);系統應能包容變電站自動化技術新的發展要求;還必須考慮和支持變電站運行功能的要求。而現有的變電站綜合自動化系統卻不能滿足這樣的要求，各廠家的設備之間接口困難，甚至不能連接，從而造成各廠家各自為政，重復開發，浪費了大量的財力物力。

二、組織模式選擇的問題

變電站綜合自動化系統實現的方案隨著變電站的規模、復雜性、變電站在電力系統的重要地位、所要求的可靠性以及變電層和過程層總線的數據流率的不同而變化。如果一個變電站綜合自動化系統模式選擇合適的話，不僅可以節省投資、節約材料，而且由于系統功能全、質量高、其可靠性高、可信度大，更便于運行操作。因此，把好變電站綜合自動化系統的選擇關，意義十分重大。

目前應用較廣泛的變電站綜合自動化系統的結構形式主要有集中式、分散與集中相結合和全分散式三種類型。現將三種結構形式的特點簡述如下。

(一)分布式系統結構

按變電站被監控對象或系統功能分布的多臺計算機單功能設備，將它們連接到能共享資源的網絡上實現分布式處理。系統結構的最大特點是將變電站自動化系統的功能分散給多臺計算機來完成。分布式模式一般按功能設計，采用主從CPU系統工作方式，多CPU系統提高了處理并行多發事件的能力，解決了CPU運算處理的瓶頸問題。該模式在安裝上可以形成集中組屏或分層組屏兩種系統組態結構，較多地使用于中、低壓變電站。分布式變電站綜合自動化系統自問世以來，顯示出強大的生命力。目前，還存在在抗電磁干擾、信息傳輸途徑及可靠性保證上的問題等。

(二)集中式系統結構

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量等信息，集中進行計算和處理，分別完成微機監控、微機保護和自動控制等功能。目前國內許多的廠家尚屬于這種結構方式，這種結構有以下不足:

(1)前置管理機任務繁重、引線多，降低了整個系統的可靠性，若前置機故障，將失去當地及遠方的所有信息及功能。

(2)軟件復雜，修改工作量大，系統調試煩瑣。

(3)組態不靈活，對不同主接線或規模不同的變電站，軟、硬件都必須另行設計，工作量大并且擴展一些自動化需求的功能較難。

按變電站的控制層次和對象設置全站控制級——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結構。也可分為三層，即變電站層、通信層和間隔層。這種結構相比集中式處理的系統具有以下明顯的優點:

(1)可靠性提高，任一部分設備故障只影響局部，即將“危險”分散，當站級系統或網絡故障，只影響到監控部分，而最重要的保護、控制功能在段級仍可繼續運行;段級的任一智能單元損壞不應導致全站的通信中斷，比如長期霸占全站的通信網絡。

(2)可擴展性和開放性較高，利于工程的設計及應用。

(3)站內二次設備所需的電纜大大減少，節約投資也簡化了調試維護。

上述三種變電站綜合自動化系統的推出，雖有時間先后，但并不存在前后替代的情況，變電站結構形式的選擇應根據各種系統特點和變電站的實際情況，予以選配。如以RTU為基礎的變電站綜合自動化系統可用于已建變電站的自動化改造，而分散式變電站綜合自動化系統，更適用于新建變電站。

三、電力管理體制與變電站綜合自動化系統關系問題

變電站綜合自動化系統的建設，使得繼電保護、遠動、計量、變電運行等各專業相互滲透，傳統的技術分工、專業管理已經不能適應變電站綜合自動化技術的發展，變電站遠動與保護專業雖然有明確的專業設備劃分，但其內部聯系已經成為不可分割的整體，一旦有設備缺陷均需要兩個專業同時到達現場檢查分析，有時會發生推諉責任的情況，造成極大的人力資源浪費，而且兩專業銜接部分的許多缺陷問題成為“兩不管地帶”，不利于開展工作。

解決好現行的變電站綜合自動化系統管理體制和技術標準等問題的同時，還要培養出一批高素質的專業隊伍。要想維護、管理好變電站綜合自動化系統，首先要成立一只專業化的隊伍，培養出一批能跨學科的復合型人才，加寬相關專業之間的了解和學習。

其次，變電站綜合自動化專業的劃分應盡快明確，杜絕各基層單位\"誰都管但誰都不管\"的現象。變電站綜合自動化專業的明確，對于加強電網管理水平，防止電網事故具有重大意義。

四、結束語

近年來，通信技術和計算機技術的迅猛發展，給變電站綜合自動化技術水平的提高注入了新的活力，變電站綜合自動化技術正在朝著網絡化、綜合智能化、多媒體化的方向發展。

鑒于變電站綜合自動化系統當前還缺乏一個統一的國家標準，這就需要與之相關的各崗位的電力工作者 在實際操作過程中不斷總結經驗，找到其規律性，不能因循守舊，而應根據具體情況，遵循科學、嚴謹的工作原則，用發展的眼光來進行變電站綜合自動化系統的建設，以保證電網安全、經濟、優質地運行。

參考文獻:

[1]楊奇遜.變電站綜合自動化技術發展趨勢[J].電力系統自動化，1995，(10).

[2]王海猷，賀仁睦.變電站綜合自動化監控主站的系統資源平衡[J].電網技術，1999，(3).