站域综合自动化技术应用及其发展

李国治

摘 要：站域综合自动化在变电站自动化系统中扮演着越来越重要的角色，电力系统能够可靠性的运行并且安全稳定的输出高质量不间断的电源与电力自动化的快速发展有着密切的联系，站域综合自动化在整个电力生产、输送、供应的各个环节越来越发挥着重要使命，因此，站域综合自动化技术的应用及发展使得变电站的技术有了更高的发展水平，对于更好的服务变电站无人值守的模式提供了强有力的技术支撑。

关键词：站域综合自动化；介绍；技术应用应用；发展

1 站域综合自动化系统

后台监控系统是站域综合自动化系统的重要组成部分，用于综合自动化变电站的计算机监视、管理和控制或用于集控中心对无人值班变电站进行远方控制。监控工作站一般由主、备两台计算机组成，每一台计算机上都单独装有图形编辑、数据量采集、通信模块、报警管理、报表管理等模块，负责变电站的全站监控。数据采集功能和遥信量的采集，在此方面，以光电隔离技术为基础去实现系统输入，或者以直接通信的方式来完成，是当前最为普遍的做法。遥脉量的采集与发送主要通过报文的方式传输，其可靠性更高，对一次设备的遥控可以依靠程序化完成，提高了全站倒闸操作的效率。数据计算和统计主要有下列数据：进线线路的有功、无功功率，主变压器的有功、无功功率，对于每一段母线电压而言，都可以对于其最大值，最小值以及相关时间进行记录，当然也牵涉到独立负荷，每天的峰谷值以及时间等相关信息，电压合格率、总负荷、功率因数、电能量累计等。后台监控系统还能完成信号监视和处理，现场设备的报警处理，并且移植了电脑五防及闭锁系统，使得后台监控系统的功能更加完善。后台监控系统的主要功能有：运行记录功能、人机联系功能、显示画面与数据功能。如实时的显示电气主接线图，全站断路器和隔离开关的电气位置指示；电压电流运行情况；有功功率和无功功率数据信息；功率因数和电能信息；系统频率和潮流信息等，都可在电气主接线图中显示出来。运行人员密码更改；保护定值的改设；控制范围及设定的变化；报警界限；告警设置与退出；手动/自动设置；趋势控制等。支持多种远程通信规约，通过规约转换满足多级调度的需求。保护通过保护管理机与测控系统通信，再到完全分散的保护测控一体化通信系统，并将五防、电压无功自动控制等功能纳入自动化系统中的发展过程，系统仍在不断的被完善。结构以分层化的方式来处理，此时综合中华系统的价值在于：基于不同微处理机展现其不同的系统功能。依据所承担的功能不同在结构上采用两层或三层式布置，测量显示数字化：测量完全由打印机打印、报表取代，直观、准确、便捷，管理方便。运行管理智能化：体现在无人值班、人机对话及操作的屏幕化、自动报警、自动报表、打印、越限监视和系统信息管理、建立实时数据库和历史数据库、断路器操作及防误操作闭锁、电压无功自动调节、小电流接地选线、事故判别与处理。

2 站域综合自动化技术的应用

变电站的监视、保护、控制所依赖的就是二次系统，变电站运行计算机监视系统为运行人员快速准确地提供变电站设备的各种参数，为运行人员提供变电站发生故障时的详细信息，所建立的专家系统，根据故障信号能够对故障性质做出判断。监控系统的数据采集，采集了变电站所有设备运行的有关信号：电流、电压、功率、电能、保护信号、直流系统接地、在线绝缘检测所必需的信号量。由于监控系统实行24h实时监测及计算机由人力所不及的反应速度及准确度，所以对判断设备是否正常起了重要的作用。提高了变电站管理水平，在传统的有人值班变电站中，各种原因时的数据的定时抄录及准确度不能令人十分满意，而监控系统可以及时准确记录设备故障、动作各种情况，并可记录先后次序、定时打印。能够在突发故障的情况下，根据各种设备故障信号做出正确的判断，并立即采取措施。系统的专家系统能够在正常和非正常运行中提供给运行人员许多综合性的帮助，可以结合监视数据及知识库，做到在故障情况确定故障点及非正常运行情况下的推测故障原因。由于设备的运行状况、出现事故时及时判断故障和事故原因在不断地变化，所以监控系统得以不断发展。

如果使用传统的二次设备的话，就会需要配备专业的维护设施，这就难以保证对于整体运行情况的全面监控。集成电路的硬件具有体积小、结构紧凑、功能强的特点，节约了空间占地，保证维护调试方便。在对于变电站综合自动化系统的发展历程进行分析之后，结合当前其应用现状，预测其未来的发展方向：通过引人局域网技术，现场单元控制装置采用就近综合处理，所有智能装置连接在一起。局域网主要以太网作为通信传输网络。装置单元种类繁多，给现场人员对系统的熟悉、掌握和维护带来了难度，硬件更新淘汰快，相互不兼容造成了很多投资重复，资源浪费。开发标准统一的软硬件平台，设备功能仅由软件决定。多功能的保护装置可具有各种录波功能，按间隔分散录波，能够做到备有冗余，可靠性更高。分散采集的数据可随时由就地主站或远方主站系统调用。使控制设备具有提供控制和监控任务的分散数据处理功能，可编程逻辑提供定向间隔、监视指令、连锁和切换操作自动装置的复杂功能。其中还包括遥测计算、事件时间标记、干扰记录及通信接口功能等。传统控制：计算机控制，光纤通信减少了电缆、CRT显示取代了模拟屏，减少了控制室的面积、显示系统的可扩展性和可维护性大大加强、提高了调度中心对电网管理的控制性能，操作更方便可靠。控制、保护与一次设备就近安装在一起，向着智能装置发展，如断路器与控制保护设备高度综合化和智能化。目前110kV 及以上保护相对独立，35kV、10kV一体化，就地化（开关柜）安装。向多媒体监视发展现行的变电站综合自动化系统仍然不能解决一次设备的巡视工作，对一次设备内部的物理状况和运行状态还只是依赖于各种数据的分析判断。那么，利用CCD摄像机摄入现场图像（视频信号），经通信系统上传控制端，在控制端进行图像的数字采集、计算机处理，最终输出监视信号，构成信息识别监视系统。即通过视频手段采集被监视设备的实时视觉信息，通过计算机系统处理，与事先存入的相应设备的正常状态或极限状态进行比较辨识和逻辑判断，并给出结论。这种应用摄像技术和计算机构成视觉自动化系统，不受设备所处环境的影响，自动记录文字和图像，及时捕捉事故全过程的录像，便于事故的预防与判断分析。纵向综合：所有层次上数据库的协调统一，包括：开关装置和调度中心明显的数据交换和数据的一致性；所有层次上功能的自由分配，装置的集中和分布只是用户的一种要求和习惯。

3 站域综合自动化的发展

在自动化技术不断进步的今天，变电站综合系统构建的技术基础不断夯实，从而引导电网建设朝着自动化的方向发展和进步。具体来讲，其未来的发展趋势可以归结为以下几个方面：从集中控制、功能分散型向全分散网络型发展。通过引人局域网技术，现场单元控制装置采用就近综合处理，所有智能装置连接在一起。变电站，会使得电网结构朝着复杂化的方向发展，此时对于电网调度人员的信息素质要求比较高，必须要较短的时间内保证准确快速的处理好故障。尤其在市场经济快速发展，环保标准不断出台的背景下，以现代控制技术去实现对于电网运行情况的管理和控制，使得其自动化的效益得到最大化的发挥，是其未来的发展趋势。简单来讲，电网自动化系统的应用造就了变电站综合自动化系统的产生和发展。

4 结论

变电站的监视、保护、控制所依赖的就是二次系统，站域计算机监视系统为运行人员快速准确地提供变电站设备的各种参数，为运行人员提供变电站发生故障时的详细信息，根据故障信号能够对故障性质做出判断。站域综合自动化系统在投入实践应用的过程中，也表现出在智能化方面的发展特点，这也是我们应该高度重视的话题。

参考文献

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