淺談變電站綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類型

電網(wǎng)是一個不可分割的整體，對整個電網(wǎng)的一、二次設(shè)備信息進(jìn)行綜合利用，對保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行具有重大的意義。變電站綜合自動化是一項提高變電站安全可靠穩(wěn)定運行水平、降低運行維護(hù)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益、向用戶提供高質(zhì)量電能服務(wù)的綜合措施。隨著自動化技術(shù)、通信技術(shù)、計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高科技的飛速發(fā)展，一方面綜合自動化系統(tǒng)取代或更新傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)已經(jīng)成為必然趨勢;另一方面，保護(hù)系統(tǒng)本身也需要有自檢查、故障錄波、事件記錄、運行監(jiān)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化系統(tǒng)，是電力系統(tǒng)發(fā)展新的趨勢。

目前從國內(nèi)、外變電站綜合自動化的開展情況而言，大致存在以下幾種結(jié)構(gòu)。

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(jī)單功能設(shè)備，將它們連接到能共享資源的網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)分布式處理。分布式系統(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(jī)來完成。分布式模式一般按功能設(shè)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。各功能模塊(通常是多個CPU)之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，選用具有優(yōu)先級的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，較好地解決了數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i問題，提高了系統(tǒng)的實時性。分布式結(jié)構(gòu)方便系統(tǒng)擴(kuò)展和維護(hù)，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(tǒng)組態(tài)結(jié)構(gòu)，較多地使用于中、低壓變電站。分布式變電站綜合自動化系統(tǒng)自問世以來，顯示出強大的生命力。但是目前還存在著抗電磁干擾、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(jī)并擴(kuò)展其I/O接口，集中采集變電站的模擬量、開關(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(jī)監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)和自動控制等功能。由前置機(jī)完成數(shù)據(jù)輸入輸出、保護(hù)、控制及監(jiān)測等功能，后臺機(jī)完成數(shù)據(jù)處理、顯示、打印及遠(yuǎn)方通信等功能。集中式系統(tǒng)的主要優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，可大大減少站地面積;造價低，尤其是對35kV或規(guī)模較小的變電站更為有利。目前國內(nèi)許多的廠家尚屬于這種結(jié)構(gòu)方式，但這種結(jié)構(gòu)有以下不足。

(1)前置管理機(jī)任務(wù)繁重、引線多，降低了整個系統(tǒng)的可靠性，若前置機(jī)故障，將失去當(dāng)?shù)丶斑h(yuǎn)方的所有信息及功能，必須采用雙機(jī)并聯(lián)運行的結(jié)構(gòu)才能提高可靠性。

(2)軟件復(fù)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，軟硬件必須另行設(shè)計，工作量大并且擴(kuò)展一些自動化需求的功能較難。

3分層分布式結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)的主要特點是按照變電站的元件，斷路器間隔進(jìn)行設(shè)計。將變電站一個斷路器間隔所需要的全部數(shù)據(jù)采集、保護(hù)和控制等功能集中由一個或幾個智能化的測控單元完成。這種系統(tǒng)代表了現(xiàn)代變電站自動化技術(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，比較好的實現(xiàn)了部分故障不相互影響，方便維護(hù)和擴(kuò)展，大量現(xiàn)場工作可一次性地在設(shè)備制造廠家完成。既可按變電站的控制層次和對象，設(shè)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(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(shè)備故障只影響局部，即將“危險”分散，當(dāng)站級系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)故障，只影響到監(jiān)控部分，而最重要的保護(hù)、控制功能仍可繼續(xù)運行;同時任一智能單元損壞也不應(yīng)導(dǎo)致全站的通信中斷。

(2)可擴(kuò)展性和開放性較高，利于工程的設(shè)計及應(yīng)用。

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