浅析变电站综合自动化系统技术

　　变电站综合自动化系统指的是通过执行规定的功能来实现某一给定目标的一些相互关联单元的组合，下面是小编搜集整理的一篇探究变电站综合自动化系统的论文范文，欢迎阅读查看。

　　【摘 要】本文主要介绍了变电站综合自动化的结构模式、能实现的主要功能进行了分析。

　　【关键词】变电站;综合自动化系统;结构模式

　　概述

　　随着社会不断发展，电力行业也在飞速地发展，从而推动电网规模的不断扩大，新增大量的变电站，使得电网的结构多样化、复杂化。各级调度监控人员所需掌握、管理、控制的厂站信息量也日益庞大。为了提高对变电站更加有效的管控水平，变电站综合自动化系统技术的发展变得更为需要和重要。

　　变电站综合自动化系统指的是通过执行规定的功能来实现某一给定目标的一些相互关联单元的组合，具体地来说是指利用先进的计算机控制技术、网络技术、现代电子技术、通信技术、数据库技术以及信息处理技术等相关的技术实现对变电站的二次设备(包括继电保护、测量、控制、故障录波、信号、自动装置以及远动装置等) 的功能。进行重新的组合和优化设计，从而对变电站全部设备的运行情况执行测量、监视、控制和协调，进而来提高变电站的运行效率和管理水平的一种综合性的自动化系统，其能够保证变电站的`安全和经济运行，它取代了常规的变电站中央信息系统、监视仪表、模拟屏柜、操作控制屏柜、变送器以及常规的远动装置等设备，在安全性能上和经济性能上有更好的保障。通过变电站综合自动化系统内各个设备间相互交换信息、数据共享，能够完成变电站运行的监视和控制任务，变电站综合自动化系统取代了变电站的常规二次设备，其取代或者更新传统的变电站二次系统设备是大势所趋，也是其发展趋势之一。

　　变电站自动化系统主要实现对变电站远动装置控制、故障录入控制、信号检测控制、继电保护控制等几个方面，并对变电站进行适当的组合和优化，实时监控变电站内部所有运行指标。

　　1.实现变电站综合自动化的优势

　　(1)提高了变电站的安全、可靠运行水平。

　　(2)实现变电站无人值班，减少变电站人员，合理应用人力资源。

　　(3)降低值班人员的工作力度，提高工作效率。

　　(4)缩小变电站面积，减少变电站资金投入。

　　(5)降低运行和维护成本，提高运行效益。

　　(6)提高电力系统的运行管理水平。

　　(7)保证了供电能的质量。

　　2.变电站综合自动化系统可分为集中式、分布式和分散分布式

　　2.1集中式系统结构

　　采用模块化、集中式立柜结构，各控制保护功能均集中在专用的采集、控制保护柜中，所有控制、保护、测量、报警等信号均在采集、控制保护柜内处理成数据信号后经光纤总线传输至主控室的监控计算机。

　　集中模式一般要用功能和配置很强的计算机系统，各功能模块与硬件无关，用模块化软件连接实现。在硬件方面，集中采集信息，集中处理运算，各个控制单元的信号都用控制电缆送到主控室。其主要优点是信号采集处理集中，这种模式扩充性和维护性都较差而且投资大。

　　2.2分布式系统结构

　　分层分布式在逻辑上将变电站自动化系统划分为三层，即管理层(所级监控单元)、站控层和间隔层(间隔单元)。间隔层中各数据采集单元、控制单元(I/O单元)和保护单元分散安装在开关柜上或其它一次设备附近，各单元设备相互独立，通过通信网络互连，并与管理层和站控层通信，能在间隔层完成的功能，一般不依赖通信网络(如保护功能本身不依赖通信网络)。采用装设前置机，专门处理由各功能模块采集的信息，并将处理好的信息送到主机，以提高整个系统的处理能力。各单元之间用网络电缆或光缆连接起来构成一个分散式的监控系统，各单元相互独立，互不影响。整个功能模块集中于一个装置内，各机箱之间仅有通讯电缆连接，机箱与开关柜的连接可在出厂前作为开关柜的元件之一进行安装。这种系统的优点是：节省电缆，有很强的抗干扰能力，压缩了二次设备的占地面积。该模式在安装配置上即可就地分散安装，也可在控制室集中组屏或分散组屏。分层分布式结构由于没有外部电缆引接，施工中二次电缆敷设工作量大为减少，消除了施工中的人为事故因素，也减少了相应的投资。

　　2.3分散分布式结构

　　分散分布式结构采用“面向对象”设计。所谓面向对象，就是面向电气一次回路设备或电气间隔设备，间隔层中数据、采集、控制单元(I/O单元)和保护单元就地分散安装在开关柜上或其他一次设备附近，相互间通过通信网络相连，与监控主机通信。目前，此种系统结构采用的较多，主要原因是：利用了现场总线的技术优势，省去了大量二次接线，控制设备之间仅通过双绞线或光纤连接，设计规范，设备布置整齐，调整扩建也很简单，成本低，运行维护方便。

　　3.变电站综合自动化系统应能实现的主要功能

　　3.1实时数据采集和处理

　　按电气间隔的分布配置和集中配置综合测试端，完成开关量、模拟量、脉冲量等信息的采集和处理并能将处理后的信息上传。

　　3.2操作控制功能

　　控制电气间隔的断路器、电动隔离开关的分合闸操作。控制方式分为：就地控制、站控层控制、远方控制。操作命令的优先级为：就地控制、站控层控制、远方控制。同一时间只允许一种控制方式有效。对于任何操作方式，只有本次操作步骤完成后，才能进行下一步操作。控制操作与“五防”工作站的接口，所有操作控制均经“五防”工作站防误闭锁逻辑的判断，若发现错误，闭锁该操作并报警。

　　3.3建立数据库

　　实时数据库：计算机监控系统采集的实时数据根据运行工况实时变化而不断的更新，记录被监控设备的当前状态。历史数据库：对于需要长期保存的重要数据将存放在历史数据库中。如事件顺序记录及事故历史记录、报警历史记录，以及保护定值记录等。用户数据库：根据用户的使用要求，在实时数据库中或网上选择所需的内容，建立用户专用数据库，完成各项应用功能。

　　3.4远动和通信功能

　　远动机与各间隔之间的通信功能，变电站与上级调度之间的通信功能。利用远动装置，从网络层采集间隔层和通信规约转换接口的数据，处理后，按照调度端的远动通信规约，实现变电站数据与调度自动化主站的数据交换。

　　4.变电站自动化系统的主要分层组成

　　4.1间隔层

　　现场运行的数据采集设备，保护和控制装置。比如：继电保护及自动控制装置，测控装置、站内直流电源管理设备、多功能电表等等。它们是和一次设备联系最紧密的设备，实际的数据采集，设备控制都是由它们来完成。

　　4.2网络层

　　间隔层和站控层的数据需要通过一些通讯电缆/光缆进行传输，中间还得有一些通信设备，比如通信管理机、交换机、接口设备、网络传输介质等等，用来负责数据的分发和传输，以及原始数据的存储等等。目前，变电站监控系统主要采用串行数据总线、现场总线和以太网等。

　　4.3站控层

　　包括站内监控后台，操作员站、工程师站、远动服务器等设备。在这一层要对采集上来的数据进行处理，以便显示在终端监控屏幕上。一些变电站遥控指令也可以从这一层发出去，通过网络层最后送到间隔层去执行。

　　5.变电站自动化系统要适应电力市场化的需求

　　变电站自动化系统要适应电力市场化的需求，电力工业的经营机制正在从行业垄断转向竞争的电力市场。电力经营变革的目标是降低电价，提高供电质量，改善服务，提高电力企业的自身经济效益。各级变电站自动化系统必须适应这种新经营机制变革的形势，以便更有效、更经济地运行。

　　6.结束语

　　变电站综合自动化系统是多专业综合技术，是变配电系统的一次革命。随着中国国民经济持续快速发展，社会对电力的需求与日俱增，各行各业对电力质量的要求越来越高，各种智能技术的普遍应用，使得变电站自动化管理和无人值守已是一种必然趋势和必然选择。

　　【参考文献】

　　[1]中华人民共和国国家标准.电力装置的继电保护和自动装置设计[S].(GB50062-2008).

　　[2]蒋年德，魏育成.变电站综合自动化系统体系结构研究[J].电网技术，2008.