淺析變電站綜合自動(dòng)化系統問(wèn)題

內容提要：通信技術(shù)與計算機技術(shù)的發(fā)展提高了變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)水平，變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)正在朝著(zhù)網(wǎng)絡(luò )化、綜合智能化、多媒體化的方向發(fā)展。本文就當前變電站綜合自動(dòng)化系統實(shí)際應用中存在的若干問(wèn)題進(jìn)行分析與闡述，并提出建議電力工作者應在實(shí)際操作過(guò)程中不斷總結經(jīng)驗，遵循科學(xué)、嚴謹的工作原則進(jìn)行變電站綜合自動(dòng)化系統的建設，以保證電網(wǎng)安全、經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)地運行。

一、變電站綜合自動(dòng)化系統的技術(shù)標準

目前變電站綜合自動(dòng)化系統的設計還沒(méi)有統一標準，因此標準問(wèn)題(其中包括技術(shù)標準、自動(dòng)化系統模式、管理標準等問(wèn)題)是當前迫切需要解決的問(wèn)題。

1、生產(chǎn)廠(chǎng)家的問(wèn)題

目前在變電站綜合自動(dòng)化系統選型當中存在著(zhù)如所選系統功能不夠全面，產(chǎn)品質(zhì)量不過(guò)關(guān)，系統性能指標達不到要求等情況，主要有以下問(wèn)題，由于變電站綜合自動(dòng)化設備的生產(chǎn)廠(chǎng)家過(guò)分重視經(jīng)濟利益，用戶(hù)又過(guò)分追求技術(shù)含量，而不重視產(chǎn)品的性能及實(shí)用性，甚至有些產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中缺乏起碼的質(zhì)量保證措施;有些外購部件更是缺乏管理，因而導致部分投產(chǎn)的變電站問(wèn)題較多;有些廠(chǎng)家就某產(chǎn)品只搞技術(shù)鑒定，沒(méi)有產(chǎn)品鑒定。

2、不同產(chǎn)品的接口問(wèn)題

接口問(wèn)題是綜合自動(dòng)化系統中非常重要而又長(cháng)期以來(lái)未得到妥善解決的問(wèn)題之一，不同廠(chǎng)家的產(chǎn)品要在數據接口方面溝通，需花費軟件人員很大精力去協(xié)調數據格式、通信規約等問(wèn)題。當不同廠(chǎng)家的產(chǎn)品、種類(lèi)很多時(shí)，問(wèn)題會(huì )很?chē)乐亍?/p>

3、抗干擾問(wèn)題

抗干擾問(wèn)題亦即所謂的電磁兼容問(wèn)題，是一個(gè)非常重要卻常常被忽視的方面。傳統上的變電站綜合自動(dòng)化設備出廠(chǎng)時(shí)抗干擾試驗手段相當原始，僅僅做一些開(kāi)關(guān)、電焊機、風(fēng)扇、手提電話(huà)等定性實(shí)驗，到現場(chǎng)后往往也只加上開(kāi)合斷路器的試驗，一直沒(méi)有一個(gè)定量的指標，這是一個(gè)極大的隱患。

4、傳輸規約和傳輸網(wǎng)絡(luò )的選擇問(wèn)題

變電站和調度中心之間的傳輸規約。目前國內各個(gè)地方情況不統一，變電站和調度中心之間的信息傳輸采用各種形式的規約，如部頒CDT、SC-1801、DNP3.0等。1997年IEC頒布了IEC60870-5-103規約，國家經(jīng)貿委在1999年頒布了國際103規約的國內版本DL/T667-1999，并在2000年的南昌會(huì )議上進(jìn)行了發(fā)布，103規約為繼電保護和間隔層(IED)設備與變電站層設備間的數據通信傳輸規定了標準，今后變電站綜合自動(dòng)化系統站內協(xié)議要求采用103規約。

電力系統的電能計量傳輸規約。對于電能計量采集傳輸系統，IEC在1996年頒布的IEC60870-5-102標準，即我國電力行業(yè)標準DL/T719-2000，是我們在實(shí)施變電站電能計量系統時(shí)需要遵守的。

5、開(kāi)放性問(wèn)題

變電站綜合自動(dòng)化系統應能實(shí)現不同廠(chǎng)家生產(chǎn)的設備的互操作性(互換性);系統應能包容變電站自動(dòng)化技術(shù)新的發(fā)展要求;還必須考慮和支持變電站運行功能的要求。而現有的變電站綜合自動(dòng)化系統卻不能滿(mǎn)足這樣的要求，各廠(chǎng)家的設備之間接口困難，甚至不能連接，從而造成各廠(chǎng)家各自為政，重復開(kāi)發(fā)，浪費了大量的財力物力。

二、組織模式選擇的問(wèn)題

變電站綜合自動(dòng)化系統實(shí)現的方案隨著(zhù)變電站的規模、復雜性、變電站在電力系統的重要地位、所要求的可靠性以及變電層和過(guò)程層總線(xiàn)的數據流率的不同而變化，把好變電站綜合自動(dòng)化系統的選擇關(guān)，意義十分重大。

目前應用較廣泛的變電站綜合自動(dòng)化系統的結構形式主要有集中式、分散與集中相結合和全分散式三種類(lèi)型?，F將三種結構形式的特點(diǎn)簡(jiǎn)述如下：

1、分布式系統結構

按變電站被監控對象或系統功能分布的多臺計算機單功能設備，將它們連接到能共享資源的網(wǎng)絡(luò )上實(shí)現分布式處理。系統結構的最大特點(diǎn)是將變電站自動(dòng)化系統的功能分散給多臺計算機來(lái)完成。分布式模式一般按功能設計，采用主從CPU系統工作方式，多CPU系統提高了處理并行多發(fā)事件的能力，解決了CPU運算處理的瓶頸問(wèn)題。目前，還存在在抗電磁干擾、信息傳輸途徑及可靠性保證上的問(wèn)題等。

2、集中式系統結構

集中式一般采用功能較強的計算機并擴展其I/O接口，集中采集變電站的模擬量和數量等信息，集中進(jìn)行計算和處理，分別完成微機監控、微機保護和自動(dòng)控制等功能。目前國內許多的廠(chǎng)家尚屬于這種結構方式，這種結構有以下不足：

(1)前置管理機任務(wù)繁重、引線(xiàn)多，降低了整個(gè)系統的可靠性，若前置機故障，將失去當地及遠方的所有信息及功能。

(2)軟件復雜，修改工作量大，系統調試煩瑣。

(3)組態(tài)不靈活，對不同主接線(xiàn)或規模不同的變電站，軟、硬件都必須另行設計，工作量大并且擴展一些自動(dòng)化需求的功能較難。

3、分層分布式結構

按變電站的控制層次和對象設置全站控制級———變電站層(站級測控單元)和就地單元控制級———間隔層(間隔單元)的二層式分布控制系統結構。也可分為三層，即變電站層、通信層和間隔層。這種結構相比集中式處理的系統具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)：

(1)可靠性提高，任一部分設備故障只影響局部，即將“危險”分散，當站級系統或網(wǎng)絡(luò )故障，只影響到監控部分，而最重要的保護、控制功能在段級仍可繼續運行;段級的任一智能單元損壞不應導致全站的通信中斷，比如長(cháng)期霸占全站的通信網(wǎng)絡(luò )。

(2)可擴展性和開(kāi)放性較高，利于工程的設計及應用。

(3)站內二次設備所需的電纜大大減少，節約投資也簡(jiǎn)化了調試維護。

上述三種變電站綜合自動(dòng)化系統的推出，雖有時(shí)間先后，但并不存在前后替代的情況，變電站結構形式的選擇應根據各種系統特點(diǎn)和變電站的實(shí)際情況，予以選配。

三、電力管理體制與變電站綜合自動(dòng)化系統關(guān)系問(wèn)題

變電站綜合自動(dòng)化系統的建設，使得繼電保護、遠動(dòng)、計量、變電運行等各專(zhuān)業(yè)相互滲透，傳統的技術(shù)分工、專(zhuān)業(yè)管理已經(jīng)不能適應變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，變電站遠動(dòng)與保護專(zhuān)業(yè)雖然有明確的專(zhuān)業(yè)設備劃分，但其內部聯(lián)系已經(jīng)成為不可分割的整體，一旦有設備缺陷均需要兩個(gè)專(zhuān)業(yè)同時(shí)到達現場(chǎng)檢查分析，有時(shí)會(huì )發(fā)生推諉責任的情況，造成極大的人力資源浪費，而且兩專(zhuān)業(yè)銜接部分的許多缺陷問(wèn)題成為“兩不管地帶”，不利于開(kāi)展工作。

在專(zhuān)業(yè)管理上，變電站綜合自動(dòng)化設備的運行、檢修、檢測，尤其是遠動(dòng)系統的實(shí)時(shí)性、遙測精度、遙信變位響應速度、信號復歸和事故總信號等問(wèn)題仍需要規范和加強;對傳動(dòng)實(shí)驗及通道聯(lián)測的實(shí)現、軟件資料備份等問(wèn)題提出了新的課題內容。

四、運行維護人員水平不高的問(wèn)題

我們認為，解決好現行的變電站綜合自動(dòng)化系統管理體制和技術(shù)標準等問(wèn)題的同時(shí)，還要培養出一批高素質(zhì)的專(zhuān)業(yè)隊伍。目前，變電站綜合自動(dòng)化系統絕大部分設備的維護依靠廠(chǎng)家，在專(zhuān)業(yè)管理上幾乎沒(méi)有專(zhuān)業(yè)隊伍，出了設備缺陷即通知相應的廠(chǎng)家來(lái)處理，從而造成缺陷處理不及時(shí)等一系列問(wèn)題。

因此，要想維護、管理好變電站綜合自動(dòng)化系統，首先要成立一只專(zhuān)業(yè)化的隊伍，培養出一批能跨學(xué)科的復合型人才，加寬相關(guān)專(zhuān)業(yè)之間的了解和學(xué)習。其次，變電站綜合自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的劃分應盡快明確，杜絕各基層單位“誰(shuí)都管但誰(shuí)都不管”的現象。變電站綜合自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的明確，對于加強電網(wǎng)管理水平，防止電網(wǎng)事故具有重大意義。

參考文獻：

[1]張國平,黃巍,華建衛.變電站自動(dòng)化系統信號的標準化管理[J].電力系統保護與控制,2010,38(1)

[2]朱林,范榮奇,段獻忠.變電站自動(dòng)化系統通信網(wǎng)絡(luò )體系結構的仿真研究[A].2008全國博士生學(xué)術(shù)論壇——電氣工程論文集[C].2008.

[3]金韜,金乃正,趙舫.繼電保護故障信息系統中的安全防護[J].華東電力,2005,33(10)