淺析變電站綜合自動化系統(tǒng)問題

內(nèi)容提要：通信技術與計算機技術的發(fā)展提高了變電站綜合自動化技術水平，變電站綜合自動化技術正在朝著網(wǎng)絡化、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化系統(tǒng)實際應用中存在的若干問題進行分析與闡述，并提出建議電力工作者應在實際操作過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗，遵循科學、嚴謹?shù)墓ぷ髟瓌t進行變電站綜合自動化系統(tǒng)的建設，以保證電網(wǎng)安全、經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)地運行。

一、變電站綜合自動化系統(tǒng)的技術標準

目前變電站綜合自動化系統(tǒng)的設計還沒有統(tǒng)一標準，因此標準問題(其中包括技術標準、自動化系統(tǒng)模式、管理標準等問題)是當前迫切需要解決的問題。

1、生產(chǎn)廠家的問題

目前在變電站綜合自動化系統(tǒng)選型當中存在著如所選系統(tǒng)功能不夠全面，產(chǎn)品質(zhì)量不過關，系統(tǒng)性能指標達不到要求等情況，主要有以下問題，由于變電站綜合自動化設備的生產(chǎn)廠家過分重視經(jīng)濟利益，用戶又過分追求技術含量，而不重視產(chǎn)品的性能及實用性，甚至有些產(chǎn)品生產(chǎn)過程中缺乏起碼的質(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)的變電站問題較多;有些廠家就某產(chǎn)品只搞技術鑒定，沒有產(chǎn)品鑒定。

2、不同產(chǎn)品的接口問題

接口問題是綜合自動化系統(tǒng)中非常重要而又長期以來未得到妥善解決的問題之一，不同廠家的產(chǎn)品要在數(shù)據(jù)接口方面溝通，需花費軟件人員很大精力去協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)格式、通信規(guī)約等問題。當不同廠家的產(chǎn)品、種類很多時，問題會很嚴重。

3、抗干擾問題

抗干擾問題亦即所謂的電磁兼容問題，是一個非常重要卻常常被忽視的方面。傳統(tǒng)上的變電站綜合自動化設備出廠時抗干擾試驗手段相當原始，僅僅做一些開關、電焊機、風扇、手提電話等定性實驗，到現(xiàn)場后往往也只加上開合斷路器的試驗，一直沒有一個定量的指標，這是一個極大的隱患。

4、傳輸規(guī)約和傳輸網(wǎng)絡的選擇問題

變電站和調(diào)度中心之間的傳輸規(guī)約。目前國內(nèi)各個地方情況不統(tǒng)一，變電站和調(diào)度中心之間的信息傳輸采用各種形式的規(guī)約，如部頒CDT、SC-1801、DNP3.0等。1997年IEC頒布了IEC60870-5-103規(guī)約，國家經(jīng)貿(mào)委在1999年頒布了國際103規(guī)約的國內(nèi)版本DL/T667-1999，并在2000年的南昌會議上進行了發(fā)布，103規(guī)約為繼電保護和間隔層(IED)設備與變電站層設備間的數(shù)據(jù)通信傳輸規(guī)定了標準，今后變電站綜合自動化系統(tǒng)站內(nèi)協(xié)議要求采用103規(guī)約。

電力系統(tǒng)的電能計量傳輸規(guī)約。對于電能計量采集傳輸系統(tǒng)，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，是我們在實施變電站電能計量系統(tǒng)時需要遵守的。

5、開放性問題

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

二、組織模式選擇的問題

變電站綜合自動化系統(tǒng)實現(xiàn)的方案隨著變電站的規(guī)模、復雜性、變電站在電力系統(tǒng)的重要地位、所要求的可靠性以及變電層和過程層總線的數(shù)據(jù)流率的不同而變化，把好變電站綜合自動化系統(tǒng)的選擇關，意義十分重大。

目前應用較廣泛的變電站綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式主要有集中式、分散與集中相結(jié)合和全分散式三種類型?，F(xiàn)將三種結(jié)構(gòu)形式的特點簡述如下：

1、分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

按變電站被監(jiān)控對象或系統(tǒng)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)絡上實現(xiàn)分布式處理。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的最大特點是將變電站自動化系統(tǒng)的功能分散給多臺計算機來完成。分布式模式一般按功能設計，采用主從CPU系統(tǒng)工作方式，多CPU系統(tǒng)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題等。

2、集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

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(shù)量等信息，集中進行計算和處理，分別完成微機監(jiān)控、微機保護和自動控制等功能。目前國內(nèi)許多的廠家尚屬于這種結(jié)構(gòu)方式，這種結(jié)構(gòu)有以下不足：

(1)前置管理機任務繁重、引線多，降低了整個系統(tǒng)的可靠性，若前置機故障，將失去當?shù)丶斑h方的所有信息及功能。

(2)軟件復雜，修改工作量大，系統(tǒng)調(diào)試煩瑣。

(3)組態(tài)不靈活，對不同主接線或規(guī)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化需求的功能較難。

3、分層分布式結(jié)構(gòu)

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(tǒng)結(jié)構(gòu)。也可分為三層，即變電站層、通信層和間隔層。這種結(jié)構(gòu)相比集中式處理的系統(tǒng)具有以下明顯的優(yōu)點：

(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(tǒng)或網(wǎng)絡故障，只影響到監(jiān)控部分，而最重要的保護、控制功能在段級仍可繼續(xù)運行;段級的任一智能單元損壞不應導致全站的通信中斷，比如長期霸占全站的通信網(wǎng)絡。

(2)可擴展性和開放性較高，利于工程的設計及應用。

(3)站內(nèi)二次設備所需的電纜大大減少，節(jié)約投資也簡化了調(diào)試維護。

上述三種變電站綜合自動化系統(tǒng)的推出，雖有時間先后，但并不存在前后替代的情況，變電站結(jié)構(gòu)形式的選擇應根據(jù)各種系統(tǒng)特點和變電站的實際情況，予以選配。

三、電力管理體制與變電站綜合自動化系統(tǒng)關系問題

變電站綜合自動化系統(tǒng)的建設，使得繼電保護、遠動、計量、變電運行等各專業(yè)相互滲透，傳統(tǒng)的技術分工、專業(yè)管理已經(jīng)不能適應變電站綜合自動化技術的發(fā)展，變電站遠動與保護專業(yè)雖然有明確的專業(yè)設備劃分，但其內(nèi)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專業(yè)同時到達現(xiàn)場檢查分析，有時會發(fā)生推諉責任的情況，造成極大的人力資源浪費，而且兩專業(yè)銜接部分的許多缺陷問題成為“兩不管地帶”，不利于開展工作。

在專業(yè)管理上，變電站綜合自動化設備的運行、檢修、檢測，尤其是遠動系統(tǒng)的實時性、遙測精度、遙信變位響應速度、信號復歸和事故總信號等問題仍需要規(guī)范和加強;對傳動實驗及通道聯(lián)測的實現(xiàn)、軟件資料備份等問題提出了新的課題內(nèi)容。

四、運行維護人員水平不高的問題

我們認為，解決好現(xiàn)行的變電站綜合自動化系統(tǒng)管理體制和技術標準等問題的同時，還要培養(yǎng)出一批高素質(zhì)的專業(yè)隊伍。目前，變電站綜合自動化系統(tǒng)絕大部分設備的維護依靠廠家，在專業(yè)管理上幾乎沒有專業(yè)隊伍，出了設備缺陷即通知相應的廠家來處理，從而造成缺陷處理不及時等一系列問題。

因此，要想維護、管理好變電站綜合自動化系統(tǒng)，首先要成立一只專業(yè)化的隊伍，培養(yǎng)出一批能跨學科的復合型人才，加寬相關專業(yè)之間的了解和學習。其次，變電站綜合自動化專業(yè)的劃分應盡快明確，杜絕各基層單位“誰都管但誰都不管”的現(xiàn)象。變電站綜合自動化專業(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。

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