试论变电站综合自动化技术的现状及发展

2016-07-12欧阳明甫杨怡

大科技 2016年14期

关键词：数字通信分布式变电站

欧阳明甫杨怡

（中国平煤神马集团电务厂河南省平顶山市 467000）

试论变电站综合自动化技术的现状及发展

欧阳明甫杨怡

（中国平煤神马集团电务厂河南省平顶山市 467000）

经过了20多年的发展，我国变电站综合自动化技术已经达到了一定的发展水平。基于这种认识，本文对变电站综合自动化技术的发展现状进行了分析，并对其发展趋势展开了探讨，从而为关注这一话题的人们提供参考。

变电站综合自动化；信号采集；数字化；发展

引言

在电力系统中，变电站综合自动化系统是整个系统自动化运行的基础，对维持系统稳定运行起到了重要的作用。而随着相关科学技术的发展，变电站的二次设备和自动化水平也开始出现新的变化。因此，有必要对变电站综合自动化技术的现状和发展问题展开探讨，从而更好的在变电站领域进行该技术的应用。

1 变电站综合自动化技术的现状分析

1.1 现阶段的信号采集技术

就现阶段而言，变电站综合自动化系统在信号采集方面采取的是下方和完全分散分布的方式。采取该种信号采集方式，能够使二次控制电缆得到最大限度的减少，并且使二次回路的简化。例如，西门子公司的LSA678系统、ABB公司的SCS200系统和国内南瑞电网控制公司的DISA-3系统，采取的都是分散分布式交流采集系统。利用该系统，可以使综合自动化系统利用网络或串口与后台监控主站连接起来。

1.2 现阶段的低压保护技术

在低压保护方面，变电站现阶段的综合自动化系统使用的10kV等级低压保护装置，可以在金属封闭开关设备上安装，能够满足使用场合对保护装置的温度、震动、湿度和电磁干扰等要求。就目前来看，国内电力自动化研究院、四方公司和国外的西门子公司、ABB公司均进行10kV保护装置的生产，并能使变电站保护系统的就地安装要求得到满足。

1.3 现阶段的指令执行方式

在变电站运行过程中，指令执行方式分为两种。在分布式结构系统中，可以利用计算机数字通信将控制指令直接下达至分散安装的测控单元，并且利用这些单元出口进行控制操作的执行。而使用集中控制方式，则能够利用集中RTU遥控信号输出板进行遥控和遥调信号的传输，然后利用遥控执行屏重动输出接点[1]。在此基础上，则可以利用二次控制电缆进行受控单元的控制回路连接。但采取集中控制方式需要使用更多的控制电缆，并且系统不具有同期检测、无功-电压检测等功能，所以目前完全分布式系统得到了广泛的应用。

1.4 现阶段的数字通信技术

在分散分布式变电站综合自动化系统中，所有控制指令和信息传输都需要利用数字通信实现。所以，系统承担数字通信的物理介质需要满足较高的实时性和可靠性要求。在进行信息传送的过程中，可以使用局域网和串口通信方式进行数字传送，进行数字通信的物理介质可以划分成光纤、串行通信电缆和屏蔽双绞线。从拓扑结构上来看，系统有总线式双绞线网、光纤环网和光纤星形网。

2 变电站综合自动化技术的发展探讨

2.1 数据采集的数字化发展

随着变电站综合自动化技术的发展，变电站数据采集将向着数字化的方向发展。具体来讲，就是变电站将使用数字化电气量测系统进行电压和电流等电气量参数的采集，并且在电气上实现一、二次系统的有效隔离[2]。而实现数据采集的数字化发展，不仅能够使电气量的动态测量范围得到扩大，同时也能够进行电气量测量精度的提升，从而为变电站从装置冗余向信息冗余转变和实现信息集成化应用提供支持。

2.2 系统分层的分布式发展

随着综合自动化技术的发展，变电站自动化系统将逐步完成从集中式到分布式的转变。就目前来看，第二代分层分布式变电站采用的是开放式互连规约和成熟网络通信技术，可以进行系统响应速度的提升，并且完成设备信息的完整记录。而从物理结构划分上来看，数字化变电站自动化系统由智能化一次设备和网络化二次设备组成。所以，变电站自动化系统遵循的是IEC61850通信标准，可以划分成过程层、间隔层和站控层三个逻辑层次，能够实现层次间的高速网络通信。

2.3 信息应用的集成化发展

随着信息应用的集成化发展，数字化变电站将使用数字化互感器进行常规互感器的替代，并且实现数据和资源共享。通过对分散的二次系统装置进行功能优化处理和信息集成处理，就可以使变电站原本存在的硬件配置重复、信息不共享和投资成本大的问题得到解决[3]。利用设备之间的高速网络，系统将实现信息交互，从而避免二次设备出现功能重复接口。而利用逻辑功能模块进行常规功能模块的替代，就能够实现数据资源共享。

2.4 设备操作的智能化发展

随着设备操作的智能化发展，变电站将使用微机、电力电子技术和新型传感器进行高压断路器二次系统的建立。而该系统可以利用微机进行IED、智能软件和二次系统的控制，所以能够提升系统的智能性。利用光纤网络，系统也能够向变电站二次回路系统进行保护和控制命令的传输，并且实现与断路器操作机构的数字化接口。

2.5 系统结构的标准化发展

随着电力系统的建模标准的确立，变电站综合自动化系统结构也将向着标准化的方向发展。在智能开关设备系统中，体积小、重量轻的数字化电气量测系统将得到集成，从而实现变电站功能的优化组合和设备一体化布置。而利用测控装置、保护装置和其他自动装置进行高压和超高压变电站的设计，则能够实现IED的近过程化设计[4]。从系统结构的标准发展意义上来看，实现变电站综合自动化系统的统一建模，将能够有效提升智能设备的互操作性和实现变电站信息共享，继而为变电站系统维护、配置和工程实施等工作的开展提供便利。