淺談變電站綜合自動(dòng)化系統結構類(lèi)型

電網(wǎng)是一個(gè)不可分割的整體，對整個(gè)電網(wǎng)的一、二次設備信息進(jìn)行綜合利用，對保證電網(wǎng)安全穩定運行具有重大的意義。變電站綜合自動(dòng)化是一項提高變電站安全可靠穩定運行水平、降低運行維護成本、提高經(jīng)濟效益、向用戶(hù)提供高質(zhì)量電能服務(wù)的綜合措施。隨著(zhù)自動(dòng)化技術(shù)、通信技術(shù)、計算機和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)等高科技的飛速發(fā)展，一方面綜合自動(dòng)化系統取代或更新傳統的變電站二次系統已經(jīng)成為必然趨勢;另一方面，保護系統本身也需要有自檢查、故障錄波、事件記錄、運行監視和控制管理等更強健的功能，為此發(fā)展和完善變電站綜合自動(dòng)化系統，是電力系統發(fā)展新的趨勢。

目前從國內、外變電站綜合自動(dòng)化的開(kāi)展情況而言，大致存在以下幾種結構。

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。分布式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。各功能模塊(通常是多個(gè)CPU)之間采用網(wǎng)絡(luò )技術(shù)或串行方式實(shí)現數據通信，選用具有優(yōu)先級的網(wǎng)絡(luò )系統，較好地解決了數據傳輸的瓶頸問(wèn)題，提高了系統的實(shí)時(shí)性。分布式結構方便系統擴展和維護，局部故障不影響其他模塊正常運行。該模式在安裝上可以形成集中組屏或分層組屏兩種系統組態(tài)結構，較多地使用于中、低壓變電站。分布式變電站綜合自動(dòng)化系統自問(wèn)世以來(lái)，顯示出強大的生命力。但是目前還存在著(zhù)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、開(kāi)關(guān)量等信息，集中進(jìn)行計算和處理，分別完成變電站的微機監控、微機保護和自動(dòng)控制等功能。由前置機完成數據輸入輸出、保護、控制及監測等功能，后臺機完成數據處理、顯示、打印及遠方通信等功能。集中式系統的主要優(yōu)點(diǎn)是：結構緊湊、體積小，可大大減少站地面積;造價(jià)低，尤其是對35kV或規模較小的變電站更為有利。目前國內許多的廠(chǎng)家尚屬于這種結構方式，但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，必須采用雙機并聯(lián)運行的結構才能提高可靠性。

(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

該系統的主要特點(diǎn)是按照變電站的元件，斷路器間隔進(jìn)行設計。將變電站一個(gè)斷路器間隔所需要的全部數據采集、保護和控制等功能集中由一個(gè)或幾個(gè)智能化的測控單元完成。這種系統代表了現代變電站自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的趨勢，大幅度地減少了連接電纜，減少了電纜傳送信息的電磁干擾，且具有很高的可靠性，比較好的實(shí)現了部分故障不相互影響，方便維護和擴展，大量現場(chǎng)工作可一次性地在設備制造廠(chǎng)家完成。既可按變電站的控制層次和對象，設置變電站層(站級測控單元)、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、控制功能仍可繼續運行;同時(shí)任一智能單元損壞也不應導致全站的通信中斷。

(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。