變電站綜合自動(dòng)化發(fā)展之趨勢(shì)

1、.：.；變電站綜合自動(dòng)化開(kāi)展之趨勢(shì)曾志剛江西宜豐縣供電有限責(zé)任公司【摘 要】本文簡(jiǎn)要地論述了今后自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的主要開(kāi)展走向和用戶(hù)的技術(shù)需求，以及目前已出現(xiàn)的一些新技術(shù)和新設(shè)備?！娟P(guān)鍵詞】自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、邏輯閉鎖。引言電力系統(tǒng)變電所綜合自動(dòng)化，又稱(chēng)變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)十多年的技術(shù)開(kāi)展曾經(jīng)到達(dá)一定的程度，在我國(guó)城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造與建立中不僅中低壓變電站采用了自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班，而且在220kV及以上的超高壓變電站建立中也大量采用自動(dòng)化新技術(shù)，從而大大提高了電網(wǎng)建立的現(xiàn)代化程度，加強(qiáng)了輸配電和電網(wǎng)調(diào)度的能夠性，降低了變電站建立的總造價(jià)，這曾經(jīng)成為不爭(zhēng)的現(xiàn)實(shí)，也是目前變電站建立的

2、主要方式。技術(shù)的開(kāi)展是沒(méi)有盡頭的，隨著智能化開(kāi)關(guān)、光電式電流電壓互感器、一次運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備在線(xiàn)形狀檢測(cè)、變電站運(yùn)轉(zhuǎn)操作培訓(xùn)仿真等技術(shù)日趨成熟，以及計(jì)算機(jī)高速網(wǎng)絡(luò)在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的開(kāi)發(fā)運(yùn)用，勢(shì)必對(duì)已有的變電站自動(dòng)化技術(shù)產(chǎn)生深化的影響，全數(shù)字化的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)即將出現(xiàn)。本文正是根據(jù)目前變電站綜合自動(dòng)化的現(xiàn)狀及技術(shù)開(kāi)展之趨勢(shì)，對(duì)今后的綜合自動(dòng)化技術(shù)和設(shè)備作出一些淺薄的要求和展望?，F(xiàn)狀和問(wèn)題變電站自動(dòng)化是在計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的根底上開(kāi)展起來(lái)的。國(guó)外在80年代已有分散式變電站自動(dòng)化系統(tǒng)問(wèn)世，西門(mén)子(SIEMENS)公司的第1套全分散式變電站自動(dòng)化系統(tǒng)LSA678早在1985年就在德國(guó)漢諾威投入運(yùn)轉(zhuǎn)，至19

3、93年初已有300多套系統(tǒng)在德國(guó)及歐洲的各種電壓等級(jí)的變電站運(yùn)轉(zhuǎn)。我國(guó)的變電站自動(dòng)化任務(wù)起步較晚，大約從90年代開(kāi)場(chǎng)，初始階段主要為消費(fèi)集中式的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，例DISA1型，BJ1型，iES60型，XWJK1000A型，F(xiàn)D97等。90年代中期開(kāi)場(chǎng)研制分散式變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，如DISA2型，DISA3型，BJF3，CSC2000型，DCAP3200型，F(xiàn)DK型等。隨著高新技術(shù)的引進(jìn)和運(yùn)用，目前國(guó)外的許多產(chǎn)品也在國(guó)內(nèi)得到普遍運(yùn)用，如西門(mén)子(SIEMENS)公司的LSA系列、6MB/6MD系列，惠施康(WESCON)公司的D200/D25系列，ABB公司的REF系列，伊林(ELIN)公司的AK

4、系列等。可以估計(jì)，今后其開(kāi)展和推行的速度會(huì)越來(lái)越快，與國(guó)外技術(shù)的差距會(huì)逐漸減少，而且國(guó)內(nèi)產(chǎn)品以其順應(yīng)性強(qiáng)和維護(hù)方便將逐漸占據(jù)主導(dǎo)位置。變電站綜合自動(dòng)化的運(yùn)用，在110kV及以下的電壓等級(jí)變電站全面采用就地分散式綜合自動(dòng)化，就是在220kV高電壓、500kV超高壓的變電站，也是采用按等級(jí)分小室布置分散分布式綜合自動(dòng)化。經(jīng)過(guò)幾年的運(yùn)轉(zhuǎn)閱歷，對(duì)其設(shè)備的缺乏之處有了一定的認(rèn)識(shí)：綜合自動(dòng)化的系統(tǒng)性要求極強(qiáng)，特別是結(jié)合了全站的操作防誤系統(tǒng)，要求變電站建立一期工程越齊越好，而這在高電壓等級(jí)的變電站建立中幾乎是不能夠的。擴(kuò)建工程的操作防誤閉鎖邏輯實(shí)踐驗(yàn)證困難，特別是牽涉到母線(xiàn)類(lèi)的。一次設(shè)備電動(dòng)操作全部受控于監(jiān)

5、控系統(tǒng)。自創(chuàng)于上海南橋變綜合自動(dòng)化設(shè)備功能紊亂的事故，監(jiān)控系統(tǒng)的誤動(dòng)出口必需絕對(duì)制止，對(duì)IO設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性要求很高。全站智能化設(shè)備日益繁多，接入自動(dòng)化系統(tǒng)的接口技術(shù)繁瑣復(fù)雜，就地網(wǎng)絡(luò)的通訊協(xié)議規(guī)范極待一致。技術(shù)的開(kāi)展是不可逆的，怎樣使目前的設(shè)備、技術(shù)更趨適用合理，也是本文以下論述的愿望之一。開(kāi)展和展望維護(hù)監(jiān)控一體化：這種方式在35kV及以下的電壓等級(jí)中已普遍采用，今后在110kV及以上的線(xiàn)路間隔和主變?nèi)齻?cè)中采用此方式已是大勢(shì)所趨。它的益處是高度地功能按一次單元集中化，以利于穩(wěn)定信息采集和設(shè)備形狀控制，極大地提高了性能效率比。其目前的缺陷也是顯而易見(jiàn)的：此種安裝的運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性必需極高，否那么任何

6、方式的檢修維護(hù)都將迫使一次設(shè)備的停役。這也是目前110kV及以上的電壓等級(jí)還采用維護(hù)和監(jiān)控分別設(shè)置的緣由之一。隨著技術(shù)的開(kāi)展，冗余性、在線(xiàn)維護(hù)性設(shè)計(jì)的出現(xiàn)，將使維護(hù)監(jiān)控一體化成為必然。設(shè)備安裝就地化、戶(hù)外化：綜合自動(dòng)化安裝將和一次設(shè)備整合在一同。其電氣的抗干擾性能，設(shè)備抗熱寒、抗雨雪、防腐蝕等各項(xiàng)環(huán)境目的將到達(dá)一個(gè)極高的地步。目前的綜合自動(dòng)化安裝都是安裝在低電壓的中置柜上，和室內(nèi)的開(kāi)關(guān)室內(nèi)，戶(hù)外的僅是一些實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單功能的柱上設(shè)備。隨著高電壓等級(jí)的推行，其設(shè)備都將就地安裝在戶(hù)外的端子箱上，對(duì)環(huán)境條件要求不嚴(yán)。這種方式最終將帶來(lái)無(wú)人值班變電站沒(méi)有建筑小室或僅設(shè)一個(gè)控制小室，其內(nèi)最多也就是一臺(tái)控制顯示

7、終端。這將極大地減少整個(gè)變電站的二次電纜，使變電站的建立簡(jiǎn)化、快速，設(shè)備調(diào)試簡(jiǎn)單、易行，同時(shí)也極大提高變電站的運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性、可靠性。人機(jī)操作界面接口一致化、運(yùn)轉(zhuǎn)操作設(shè)備無(wú)線(xiàn)化：前面一點(diǎn)所提到的無(wú)人無(wú)建筑小室的變電站，變電運(yùn)轉(zhuǎn)人員假設(shè)在就地查看設(shè)備和控制操作，將經(jīng)過(guò)一個(gè)手持式可視無(wú)線(xiàn)終端，邊監(jiān)視一次設(shè)備邊進(jìn)展操作控制，一切相關(guān)的量化數(shù)據(jù)將都顯示在可視無(wú)線(xiàn)終端上，巡視操作非常簡(jiǎn)約明了，并隨時(shí)配合有軟件防誤操作的邏輯判別和語(yǔ)音提示，還可經(jīng)過(guò)加配數(shù)字?jǐn)z像頭，將圖象傳給遠(yuǎn)方監(jiān)護(hù)人員或技術(shù)分析人員。一切的這些人機(jī)界面數(shù)據(jù)來(lái)源，都將經(jīng)過(guò)本變電站的一個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，和整個(gè)變電站的數(shù)據(jù)網(wǎng)連在一同，并經(jīng)過(guò)此變電站的

8、遠(yuǎn)傳廣域接口，和整個(gè)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)SCADA系統(tǒng)銜接在一同，給遠(yuǎn)方監(jiān)護(hù)診斷以條件，并在控制操作時(shí)可實(shí)現(xiàn)站間邏輯閉鎖。目前在奧地利VATECH公司原來(lái)的伊林的變電站監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)圖圖1就出現(xiàn)了這種運(yùn)轉(zhuǎn)監(jiān)控方式。防誤閉鎖邏輯驗(yàn)證圖形化，規(guī)范化、離線(xiàn)模擬化：在220kV及以上的變電站中，隨著自動(dòng)化程度的提高，電動(dòng)操作設(shè)備日益增多，其操作的防誤閉鎖邏輯將嚴(yán)密結(jié)合于監(jiān)控系統(tǒng)之中，借助于監(jiān)控系統(tǒng)的形狀采集和控制鏈路得以實(shí)現(xiàn)。而一個(gè)變電站的建成都是經(jīng)過(guò)幾次擴(kuò)建才到達(dá)終期規(guī)模，這就給每次防誤閉鎖邏輯的實(shí)踐操作驗(yàn)證帶來(lái)難題：如何在不影響一次設(shè)備停役的情況下擺出各種運(yùn)轉(zhuǎn)形狀來(lái)驗(yàn)證其正反操作邏輯的正確性。圖形化，規(guī)范化的

9、防誤閉鎖邏輯驗(yàn)證模擬操作圖正是為處理這一難題而作，其嚴(yán)謹(jǐn)性是建立在監(jiān)控系統(tǒng)全站的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)之上的，使防誤閉鎖邏輯驗(yàn)證的離線(xiàn)模擬化成為能夠。圖1. 先進(jìn)的變電站監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)圖就地通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議規(guī)范化：強(qiáng)大的通訊接口才干，主要通訊部件雙備份冗余設(shè)計(jì)雙CPU、雙電源等，光纖總線(xiàn)等等，使現(xiàn)代化的綜合自動(dòng)化變電站的各種智能設(shè)備經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)組成一個(gè)一致的、相互協(xié)調(diào)任務(wù)的整體，正如圖1所示的那樣。規(guī)范化的通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議如IEC608705103是關(guān)鍵，目前國(guó)外變電站智能化設(shè)備小到一個(gè)油溫儀，也采用此協(xié)議作為SCADA采集系統(tǒng)的規(guī)范接口。另外就地運(yùn)轉(zhuǎn)巡視所需的音、視頻信息也可一體化集成到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。全

10、所數(shù)據(jù)規(guī)范化：變電站的智能監(jiān)控安裝IO設(shè)備將無(wú)電壓等級(jí)劃分，只需下載參數(shù)設(shè)置版本不同。全站一致數(shù)據(jù)庫(kù)包，一致維護(hù)組態(tài)工具軟件，分類(lèi)分單元下載參數(shù)設(shè)置數(shù)據(jù)。其實(shí)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)可經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的平安防護(hù)措施和整個(gè)電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)連在一同。數(shù)據(jù)采集和一次設(shè)備一體化：除了常規(guī)的電流電壓、有功無(wú)功、開(kāi)關(guān)形狀等信息采集外，對(duì)一些設(shè)備的在線(xiàn)形狀檢丈量化值，如主變的油位、開(kāi)關(guān)的氣體壓力等等，都將嚴(yán)密結(jié)合一次設(shè)備的傳感器，直接采集到監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中?？刂撇僮饕膊痪窒抻陂_(kāi)關(guān)和閘刀的分合，如門(mén)鎖的開(kāi)啟、清潔系統(tǒng)的開(kāi)啟等等也將納入控制范圍。高技術(shù)的智能化開(kāi)關(guān)、光電式電流電壓互感器的運(yùn)用，必將給數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)帶來(lái)全新的方式。終了語(yǔ)本文論述了數(shù)字化變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的特征、構(gòu)造及其開(kāi)展趨勢(shì)。數(shù)字化變電站自動(dòng)化是一個(gè)系統(tǒng)工程，要實(shí)現(xiàn)