智能变电站自动化系统发展初探

熊 伟

(国网四川省电力公司检修公司南充运维分部，四川 南充 637000)

0 引 言

2009年5月特高压输电技术国际会议召开，在此会议中电网公司正式提出了加强智能电网的发展规划，我国智能电网建设由此迈入了新的征程[1]。作为智能变电站建设中的重要环节，变电站的自动化运行发展也已提上日程。

智能变电站自动化系统分为以下三个部分：①监控系统，完成电力设备控制、监视功能，包括断路器、刀闸的防误闭锁及控制；电流、电压与开关位置的信息采集；电压与无功的智能调节等。②保护系统，完成电力设备的实时保护，如母线保护、线路保护和变压器保护等。③一体化工作站，是对故障录波装置、测控装置和保护装置等进行的综合信息管理，该环节对智能变电站的建设有着至关重要的影响。智能变电站自动化系统使用先进的电子、通信技术，对电站主设备进行结构优化及功能的重新组合[2]。

目前，智能电站自动化水平已经有了质的提升。根据国内的实际情况，低电压电站大体上已实现了全自动化作业，中压电站也普遍使用自动化管理系统，最大限度地减少了工作强度，提升了工作的效率。

随着电子技术以及通讯技术的推进，变电站的自动化水平也提出了更高的标准。但高要求必将促进变电站自动化能力进一步的发展。

1 智能变电站自动化系统需求分析

作为智能电网最重要的参量采集点、运行执行点，智能变电站应满足安全、稳定、高效运行，信息交互标准化、管理运维自动化等需求[3]。以期达到提升电网可靠、经济运行的目的。

1.1 系统安全可靠

监控、保护功能的安全稳定对变电站自动化系统的可靠运行有着重要的意义。智能变电站的测控、保护功能环节有：间隔层测控装置、过程层合并单元、智能终端、通信环节等。这将导致控制速度响应时间比较长，而且反应的可靠性也将受到影响。所以需要进一步分析装置功能分布更加合理的方法，从而达到提升功能的可靠性以及快速性的目的。

1.2 信息全网共享

作为信息源，智能变电站自动化系统采集了大量的信息，受限于通过调度系统数据容量和远动通信规约来传输容量，导致智能变电站在传输数据的容量方面受到影响。

主子站信息交互方式限制了电网控制水平的提升，调度人员对设备的监管也将受到相应的制约。智能变电站信息按需传输能力的提升，已经成为了自动化系统最急需解决的问题之一。

1.3 分布式应用支撑

在变电站和调度的建设过程中由于缺少统一的设计，导致分布式应用的交互接口不统一，随着电网分布式应用的进一步发展，将无法满足分布式应用的核心需求：调度与电站现有应用之间的广域协同。

1.4 系统维护可视化

通过将常规变电站电缆回路大量地转换成虚拟回路，达到简化了二次回路设计的目的。 但是因虚拟回路缺乏直观的展示方式，导致运维人员无法掌握电站的物理链路、二次虚回路以及装置间的关联关系。因此，为了简化运行、维护流程，降低虚端子关联的复杂程度，减少虚端子和装置数量，对实现电站设备科学的整合和集成有重要的意义。

2 智能变电站自动化系统发展中存在的问题及建议

2.1 安全运行管理

随着智能电网建设的深入，自动化网络应用的发展，分布式的应用将会更加深入。自动化系统的安全性很大程度上决定了电力系统运行的安全可靠性[4]。

(1)监控系统的调试管理

智能变电站自动化系统在运行时需要对不同的装置信号给以同步的信息处理，这就需要在系统调试过程中实现监控管理的有效性。如果SCD文件被误动将有可能传递错误的保护信号命名，或者是上传信号受到干扰，无法接收，造成信号接收的误动。因此在调节时，调试单位应该设专人记录来SCD文件的变动情况，从而防止SCD文件被错误改动，以达到加强过程跟踪的目的。

(2)监控器的调试管理

为避免监控器的损坏造成的损失，在调试过程中及变电站投产之前应对监控数据和软件备份，在设备更新的同时还应进行监控数据和软件的更新。自动化管理部门和调试单位应该做好进一步的跟踪备份工作，并且进行妥善的保管。

(3)网络信息安全

智能变电站通行网络具有规模大的特点，设备的控制等过程都将通过软件进行操作，网络信息安全在自动化系统的应用中占有及其重要的地位。在安全信息防护设施不足的情况下，如果某一个IED遭受到恶意的攻击，将会给系统带来极大的安全隐患。

2.2 故障处理管理

当变电站工作出现问题时，将会影响整个系统发电、输电及配电的工作，严重时甚至会造成大面积的供电中断，产生重大的经济损失。所以在实际工作中应制定相应的措施，以减少安全事故的发生。

(1)设备故障处理

变电站内自动化系统的设备多，故障的类型也略有差别。为了便于故障的排查，目前变电站内的自动化运行设备通常都带有运行日志，但是设备带有的运行日志格式通常是私有格式，应该使用专门的软件进行查看。

(2)通信故障处理

通信故障的类型包括： 网口故障造成的网络阻塞、交换机的故障，串口通道的误码概率较高，通信规约的互操作等问题以及远动机因转发表配置错误而造成的测量点错位。 在变电站的设备中，通常有自备的用于监视通信报文以及运行状态的调试软件，还可以查找运行的日记，以便筛查通信等故障。

3 结束语

目前，智能变电站的建设势头强劲，越来越多的智能变电站将会投入运行，自动化系统的应用也将越来越广泛。本文概述了智能变电站自动化的概念、特征以及国内智能变电站自动化系统的发展现状，重点分析了智能变电站自动化发展建设中出现的问题，并对其中部分实际问题提出了相关的解决方案。在智能变电站的建设中还有许多关键的技术难点有待研究和解决，这将是一项复杂而又多学科的系统工程。但任何新技术的发展都会面临相关的问题，智能变电站自动化系统将会在不断解决新问题、应用新技术的过程中得到新的发展。