智能變電站自動化系統發展初探

熊 偉

(國網四川省電力公司檢修公司南充運維分部，四川 南充 637000)

0 引 言

2009年5月特高壓輸電技術國際會議召開，在此會議中電網公司正式提出了加強智能電網的發展規劃，我國智能電網建設由此邁入了新的征程[1]。作為智能變電站建設中的重要環節，變電站的自動化運行發展也已提上日程。

智能變電站自動化系統分為以下三個部分：①監控系統，完成電力設備控制、監視功能，包括斷路器、刀閘的防誤閉鎖及控制；電流、電壓與開關位置的信息采集；電壓與無功的智能調節等。②保護系統，完成電力設備的實時保護，如母線保護、線路保護和變壓器保護等。③一體化工作站，是對故障錄波裝置、測控裝置和保護裝置等進行的綜合信息管理，該環節對智能變電站的建設有著至關重要的影響。智能變電站自動化系統使用先進的電子、通信技術，對電站主設備進行結構優化及功能的重新組合[2]。

目前，智能電站自動化水平已經有了質的提升。根據國內的實際情況，低電壓電站大體上已實現了全自動化作業，中壓電站也普遍使用自動化管理系統，最大限度地減少了工作強度，提升了工作的效率。

隨著電子技術以及通訊技術的推進，變電站的自動化水平也提出了更高的標準。但高要求必將促進變電站自動化能力進一步的發展。

1 智能變電站自動化系統需求分析

作為智能電網最重要的參量采集點、運行執行點，智能變電站應滿足安全、穩定、高效運行，信息交互標準化、管理運維自動化等需求[3]。以期達到提升電網可靠、經濟運行的目的。

1.1 系統安全可靠

監控、保護功能的安全穩定對變電站自動化系統的可靠運行有著重要的意義。智能變電站的測控、保護功能環節有：間隔層測控裝置、過程層合并單元、智能終端、通信環節等。這將導致控制速度響應時間比較長，而且反應的可靠性也將受到影響。所以需要進一步分析裝置功能分布更加合理的方法，從而達到提升功能的可靠性以及快速性的目的。

1.2 信息全網共享

作為信息源，智能變電站自動化系統采集了大量的信息，受限于通過調度系統數據容量和遠動通信規約來傳輸容量，導致智能變電站在傳輸數據的容量方面受到影響。

主子站信息交互方式限制了電網控制水平的提升，調度人員對設備的監管也將受到相應的制約。智能變電站信息按需傳輸能力的提升，已經成為了自動化系統最急需解決的問題之一。

1.3 分布式應用支撐

在變電站和調度的建設過程中由于缺少統一的設計，導致分布式應用的交互接口不統一，隨著電網分布式應用的進一步發展，將無法滿足分布式應用的核心需求：調度與電站現有應用之間的廣域協同。

1.4 系統維護可視化

通過將常規變電站電纜回路大量地轉換成虛擬回路，達到簡化了二次回路設計的目的。 但是因虛擬回路缺乏直觀的展示方式，導致運維人員無法掌握電站的物理鏈路、二次虛回路以及裝置間的關聯關系。因此，為了簡化運行、維護流程，降低虛端子關聯的復雜程度，減少虛端子和裝置數量，對實現電站設備科學的整合和集成有重要的意義。

2 智能變電站自動化系統發展中存在的問題及建議

2.1 安全運行管理

隨著智能電網建設的深入，自動化網絡應用的發展，分布式的應用將會更加深入。自動化系統的安全性很大程度上決定了電力系統運行的安全可靠性[4]。

(1)監控系統的調試管理

智能變電站自動化系統在運行時需要對不同的裝置信號給以同步的信息處理，這就需要在系統調試過程中實現監控管理的有效性。如果SCD文件被誤動將有可能傳遞錯誤的保護信號命名，或者是上傳信號受到干擾，無法接收，造成信號接收的誤動。因此在調節時，調試單位應該設專人記錄來SCD文件的變動情況，從而防止SCD文件被錯誤改動，以達到加強過程跟蹤的目的。

(2)監控器的調試管理

為避免監控器的損壞造成的損失，在調試過程中及變電站投產之前應對監控數據和軟件備份，在設備更新的同時還應進行監控數據和軟件的更新。自動化管理部門和調試單位應該做好進一步的跟蹤備份工作，并且進行妥善的保管。

(3)網絡信息安全

智能變電站通行網絡具有規模大的特點，設備的控制等過程都將通過軟件進行操作，網絡信息安全在自動化系統的應用中占有及其重要的地位。在安全信息防護設施不足的情況下，如果某一個IED遭受到惡意的攻擊，將會給系統帶來極大的安全隱患。

2.2 故障處理管理

當變電站工作出現問題時，將會影響整個系統發電、輸電及配電的工作，嚴重時甚至會造成大面積的供電中斷，產生重大的經濟損失。所以在實際工作中應制定相應的措施，以減少安全事故的發生。

(1)設備故障處理

變電站內自動化系統的設備多，故障的類型也略有差別。為了便于故障的排查，目前變電站內的自動化運行設備通常都帶有運行日志，但是設備帶有的運行日志格式通常是私有格式，應該使用專門的軟件進行查看。

(2)通信故障處理

通信故障的類型包括： 網口故障造成的網絡阻塞、交換機的故障，串口通道的誤碼概率較高，通信規約的互操作等問題以及遠動機因轉發表配置錯誤而造成的測量點錯位。 在變電站的設備中，通常有自備的用于監視通信報文以及運行狀態的調試軟件，還可以查找運行的日記，以便篩查通信等故障。

3 結束語

目前，智能變電站的建設勢頭強勁，越來越多的智能變電站將會投入運行，自動化系統的應用也將越來越廣泛。本文概述了智能變電站自動化的概念、特征以及國內智能變電站自動化系統的發展現狀，重點分析了智能變電站自動化發展建設中出現的問題，并對其中部分實際問題提出了相關的解決方案。在智能變電站的建設中還有許多關鍵的技術難點有待研究和解決，這將是一項復雜而又多學科的系統工程。但任何新技術的發展都會面臨相關的問題，智能變電站自動化系統將會在不斷解決新問題、應用新技術的過程中得到新的發展。