變電站的自動(dòng)化系統分析論文

　　在當今的信息化時(shí)代中，數字化也越來(lái)越為人們所重視。數字化技術(shù)主要體現以下幾個(gè)方面的特性：首先，數字化是數字計算機的基礎，并且數字化是軟件技術(shù)的基礎，是智能技術(shù)的基礎；其次，數字化是多媒體技術(shù)的基礎，它為信息社會(huì )提供了基礎。數字化變電站就是使變電站的所有信息采集，傳輸，處理，輸出過(guò)程由過(guò)去的模擬信息全部轉換為數字信息，并建立與之相適應的通信網(wǎng)絡(luò )和系統。它的基本特征體現在設備智能化，通信網(wǎng)絡(luò )化模型和通信協(xié)議統一化，運行管理自動(dòng)化等方面。我國首座數字化變電站-翠峰變電站位于1998年3月3日建成投產(chǎn)，并于2006年3月27日改造為全數字化變電站正式投入運行。經(jīng)過(guò)7個(gè)月的投產(chǎn)運行．各種數據采集、傳輸準確無(wú)誤．運行平穩、安全、可靠．在全國處于領(lǐng)先地位．并達到國際先進(jìn)水平．

　　1.數字化變電站的技術(shù)特點(diǎn)和應用

　　1.1一次設備的智能化

　　一次設備中被檢測的信號回路和被控制的操作驅動(dòng)回路都采用微處理器和光電技術(shù)的設計，這使常規機電式繼電器及控制回路的結構簡(jiǎn)化了，傳統的導線(xiàn)連接被數字程控器及數字公共信號網(wǎng)絡(luò )所取代�？删幊炭刂破鞔�替了變電站二次回路中常規的繼電器和其邏輯回路，常規的強電模擬信號和控制電纜被光電數字和光纖代替。

　　1.2二次設備的網(wǎng)絡(luò )化

　　變電站中常規的二次設備：故障錄波裝置、繼電保護裝置、電壓無(wú)功控制、量控制裝置、遠動(dòng)裝置、同期操作裝置、在線(xiàn)狀態(tài)檢測裝置等，都是基于標準化、模塊化的微處理機技術(shù)而設計制造，設備之間的通信連接全部采用高速的網(wǎng)絡(luò )，二次設備通過(guò)網(wǎng)絡(luò )真正地實(shí)現了數據、資源的共享。

　　1.3自動(dòng)運行的管理系統

　　變電站運行管理系統的自動(dòng)化包括電力生產(chǎn)運行數據、狀態(tài)記錄統計無(wú)紙化、自動(dòng)化；變電站運行發(fā)生故障時(shí)，并且能夠及時(shí)地提供故障分析報告，指出故障原因及相應的處理意見(jiàn)；系統能自動(dòng)發(fā)出變電站設備檢修報告。

　　要想在變電站內一次電氣設備與二次電子裝置均實(shí)現數字化通信，并具有全站統一的數據建模及數據通信平臺，在此平臺的基礎上實(shí)現智能裝置之間的互操作性。在一、二次設備之間同樣實(shí)現全數字化通信，如果變電站內智能裝置的數量急劇增加，全站智能裝置必須采用統一的數據建模及數據通信平臺，才能實(shí)現互操作性．

　　2.數字化變電站自動(dòng)化系統的結構

　　數字化變電站自動(dòng)化系統的結構在物理上可分為智能化的一次設備和網(wǎng)絡(luò )化的二次備。在邏輯結構上分為三個(gè)層次："過(guò)程層"、"間隔層"、"站控層"。各層次內部和層次之間采用高速網(wǎng)絡(luò )通信。

　　過(guò)程層的典型設備有遠方I/O、智能傳感器和執行器，主要完成開(kāi)關(guān)量和模擬量的采集以及控制命令的發(fā)送等與一次設備相關(guān)的功能。間隔層設備的主要功能包括匯總本間隔過(guò)程層實(shí)時(shí)數據信息，實(shí)施對一次設備保護控制功能，實(shí)施本間隔操作閉鎖功能。實(shí)施操作同期及其他控制功能。站控層的主要功能包括通過(guò)兩級高速網(wǎng)絡(luò )匯總全站的實(shí)時(shí)數據信息，不斷刷新實(shí)時(shí)數據庫，按時(shí)登錄歷史數據庫、按既定協(xié)約將有關(guān)數據信息送往調度或控制中心、接收調度或控制中心有關(guān)控制命令并轉間隔層、過(guò)程層執行。

　　過(guò)程層與間隔層之間基于交換式以太網(wǎng)的串行通信方式在標準中稱(chēng)為過(guò)程總線(xiàn)通信，間隔層與變電站層之間串行通信方式稱(chēng)為站級總線(xiàn)通信。

　　3.數字化變電站技術(shù)中存在的問(wèn)題

　　數字化變電站自動(dòng)化系統的研究目前尚處于起步階段，大部分精力集中在過(guò)程層方面，例如智能化開(kāi)關(guān)設備，光電互感器、狀態(tài)檢測等技術(shù)與設備的研究開(kāi)發(fā)。目前存在著(zhù)許多問(wèn)題：首先，研究開(kāi)發(fā)過(guò)程中專(zhuān)業(yè)協(xié)作需要加強，比如智能化電器的研究至少存在機、電、光三個(gè)專(zhuān)業(yè)協(xié)同攻關(guān)。其次，材料器件方面的缺陷及改進(jìn)。并且試驗設備、測試方法、檢驗標準，特別是電磁干擾與兼容控制與試驗還是薄弱環(huán)節。

　　4.數字化變電站的未來(lái)發(fā)展

　　數字化變電站技術(shù)的發(fā)展將會(huì )是個(gè)長(cháng)期的過(guò)程，需要考慮與目前常規變電站技術(shù)的兼容性。

　　4.1過(guò)程層常規設備接入方案

　　過(guò)程層常規設備主要指互感器和斷路器設備，具體應用就是采取非常規互感器技術(shù)和智能斷路器技術(shù)，或智能斷路器控制器技術(shù)，常規設備的接入方式主要有三種基本模式：常規互感器和常規斷路器；常規互感器和智能斷路器；非常規互感器和常規斷路器。

　　4.2過(guò)程總線(xiàn)方案

　　在第二階段中前面控制和測量數據的分離通信系統將合并到一起，控制和測量數據的合并減少了間隔接線(xiàn)的復雜性，但間隔層IED設備需要兩個(gè)以太網(wǎng)口分別與過(guò)程總線(xiàn)和變電站總線(xiàn)連接。由于傳送了來(lái)自合并單元的數字化電氣量測系統的瞬時(shí)值，此種通信方式比第一階段中的通信方式更快。出于這個(gè)原因將使用100Mbit／s以太網(wǎng)，通過(guò)過(guò)程總線(xiàn)保護裝置的跳閘命令被發(fā)送到斷路器。

　　4.3過(guò)程總線(xiàn)和站總線(xiàn)合并方案

　　由于第一，第二階段中過(guò)程總線(xiàn)和變電站總線(xiàn)都使用了基于MMS應用層通信堆棧的以太網(wǎng)，和以太網(wǎng)的不斷發(fā)展，使得變電總線(xiàn)聯(lián)接構成一個(gè)通信網(wǎng)。并且不會(huì )影響變電站內部站的通信。

　　5.結束語(yǔ)

　　文章論述了數字化變電站綜合自動(dòng)化系統的特征、結構及其發(fā)展。數字化變電站自動(dòng)化是一個(gè)系統工程，要實(shí)現全部數字化變電站自動(dòng)化的功能，還有許多技術(shù)問(wèn)題需要攻關(guān)解決，基于智能斷路器技術(shù)的成熟度實(shí)現信息采集、處理、傳輸、從交流量的采集到斷路器操作的全數字化應用；通過(guò)變電站總線(xiàn)與過(guò)程層總線(xiàn)的集成，實(shí)現數字化變電站集成型自動(dòng)化的應用。

　　數字化變電站技術(shù)發(fā)展過(guò)程中可以實(shí)現對常規變電站技術(shù)的兼容，這意味著(zhù)數字化變電站應用技術(shù)的發(fā)展可以建立在現有變電站自動(dòng)化技術(shù)的基礎上實(shí)現應用上的平穩發(fā)展和逐步突破，使新技術(shù)的應用能有機地結合電網(wǎng)的發(fā)展，未來(lái)在數字化變電站應用技術(shù)成熟的基礎上將標志著(zhù)新代數字化電網(wǎng)的實(shí)現。

　　參考文獻

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