淺析變電系統變電站自動化技術

紀旭東 李云水

[摘 要] 伴隨著科學技術的發展，計算機網絡技術和通信技術在各行各業中得到了普遍應用。變電系統引入自動化技術，在市場多元化發展態勢下，對于系統的性能和可靠性都有所改進，從而提高了變電站的經濟效益。本文針對變電系統的特點，對變電站綜合自動化系統結構及其軟件系統進行分析，并對其未來的發展趨勢做簡要展望。

[關鍵詞] 變電系統；自動化技術；電網

運用自動化技術對于變電系統變電站進行管理，主要是采用了計算機技術，綜合通信技術以及電子信號處理技術等，以實現對于變電站的各種設備以及工作流程進行自動監視，并具有自動控制和保護的功能。

一、變電站自動化系統特點

變電站自動化系統是一種微機控制系統，其中涵蓋計算機硬件技術，模塊化軟件技術以及通信技術，從而實現了自動化系統的數字化集成管理，并可以遠程操縱。從變電站自動化系統的組成上來看，其危機保護單元、后臺管理機相互連接，在通信網絡的作用下，實現了網絡化管理，同時還連接打印機，以便于打印各種資料和數據。與變電站二次系統相比較，自動化系統提高了電網運行的可靠性，而且還適應了現代化能源管理。

1.綜合化功能。微機保護單元除了具有保護和控制的功能之外，還可以實施測量。變電站自動化系統就是將這些功能根據需要加以整合，成為一個功能性更強的自動化保護單元，運用網絡連結起來，采用通信技術實現各種數據和信息的傳輸。

2.微機化結構。變電站自動化系統主要所采用的是計算機技術，系統的主要元件也是通過計算機來實現的。微機化管理是自動化系統主要的管理結構，在網絡技術和通信技術的支持下，數據的采集和傳輸，計算機保護和遠程控制都可以同時操作和運行，過程中所設計的各種參數都會在數據庫中保存。根據需要，各種歷史數據可以隨時上傳，進入到調度自控化系統，還能夠使用打印機打印出來。

3.智能化的運行管理。變電站自動化系統在微機保護單元的控制下，當系統處于網路常態運行的時候，能夠實施自我診斷。診斷出來的結果可以通過網絡的通信技術傳輸至后臺管理機，而且在保護單元的界面上，也同時顯示出故障提示，以便于自動化運行人員對于保護單元的信息隨時掌握，并在故障出現的時候即時處理。

二、變電站綜合自動化系統結構

1.分布式系統結構。分布式系統結構是利用計算機網絡技術將各個功能板塊連接起來，也可以使用串行的方法。采用這種方式所建立起來的數據傳輸系統，可以使分散開來的自動化系統帶動多臺計算機同時運行。采用這種系統結構的優勢在于，如果局部發生故障，其他模塊依然可以正常運行，因此具有良好的安全可靠性。一般中低壓變電站可以選用這種自動化技術，選擇使用的安裝方式為分層組屏、集中組屏兩種。

2.分層式系統結構。分層式系統結構是目前較為常用自動化系統結構。在設計方法上，將功能設備分散地安裝在功能性設備附近處，也可以將其安裝在開關的柜子旁邊以便于操作，而這些被分散安裝的保護單元、單元控制、間隔層的數據等等，所指向的都是電器的一次回路設備，或者是電器間隔設備，各個功能相互之間通過網絡技術連接起來。因此，這種分層式系統結構所采用的方法被形象地稱為“面向對象”的設計方法。

三、變電站自動化系統的軟件系統

變電站自動化系統的組成包括有采集與監控軟件、管理軟件和網絡通訊軟，3個部分。

1.采集與監控軟件。采集與監控軟件的功能性在于承擔著設備的溫度、電壓、氣壓、功率等等信號數據采集工作，對于數據進行處理后，通過分析判斷事故，整理打表、控制輸出。其監控的功能主要體現在做好變電站設備運行的各個環節的監控工作，不但要堅實運行的安全可靠性，還要對于運行狀態做好記錄。

2.管理軟件。管理軟件的控制主要是由管理人員來操作的，其工作任務就是將信息數據進行整合，根據所顯示信息來調整設備運行狀態，以及承擔著故障處理工作。管理軟件所獲取的信息是通過網絡通訊裝置來完成的，對于所接受到的信息進行處理之后，將相應的命令傳輸給工控機。

3.網絡通訊軟件。網絡通訊軟件承擔著監控管理層與單元之間，以及各個單元之間的通信工作。在變電站自動化系統中，網絡通訊是基礎，除了承擔著信息的傳輸任務之外，還調度中心與管理層之間所建立起來的遠程聯系，也需要網絡通訊來完成，而且還強化了監控作用。

四、變電站自動化技術的未來發展趨勢

1.構成全分散式網絡型結構的綜合自動化系統。將原本按照分散考慮的變電站設備進行模塊化管理。充分地利用網絡技術，將多個電氣單元以及間隔單元的管理通過一個模塊來實現。建立分層分散式的自動化系統，其優點在于可以突破由于地域分散而產生不利管理，運用光纖通信技術實施網絡化管理，就可以將分散的集成功能模塊、主變電器的保護裝置以及高壓線路的保護裝置相互之間連接起來，一種全分散式的網絡型機構的綜合自動化系統形成了。

2.開發通用的數字化設備管理平臺。目前變電站自動化技術在設備的使用和維護上，普遍具有專一性，各自廠家之間都有各自的維護操作方式，接口更是無法通用。隨著變電站自動化技術的發展，利用網絡將多功能數字平臺，軟件和硬件平臺為國家統一標準設計，并且能夠適應多樣化需求。為了適應自動化控制，并能夠有效維護，變電站自動化將被設計為開放性的。保護功能上經過優化后被綜合在一起，以實現數字化多功能保護，從而專用設備發展為通用管理設備。

3.計算機控制發展為網絡智能控制。隨著機電一體化技術的發展，變電站的電氣設備在集成化的過程中，逐漸地形成了控制智能化和保護整體化。斷路器裝置和變電系統的各種保護裝置在智能化技術高度發展的今天，逐漸地提高其應用效率。比如，為了提高設備的空間使用率，可以對于各個連接設備進行優化、協調，使設備的各項使用功能更具有靈活性。另外，還要將數據的不一致性對大程度地消除，并提高數據采集以及控制的質量，增強變電系統的抗風險性。

五、結語

綜上所述，國家電網對于變電站安全運行的可靠性要求也越來越高，采用綜合自動化系統不但能夠提高電能服務質量，而且能夠降低運行成本，成為了電力系統未來發展的主要趨勢。

參考文獻：

[1]袁淦欽.綜合自動化技術在變電站中的應用[J].技術研發，2013，20（8）.

[2]徐曉杰.電力系統變電自動化的技術發展歷程[J].理論探討，2010（2）.