变电所综合自动化的发展对策研究

1 绪论

目前, 国外经济发达国家的变电所综合自动化技术已达到很高的水平。许多中小变电所已实现无人植班, 而超高压大型变电所自动化系统则向更深、更广的综合自动化方向发展, 即将继电保护、测量、监控和通讯等功能综合在一起, 构成一个资源和信息、共享的综合自动化系统。我国变电所综合自动化技术的研究工作虽起步时间不长, 但由于努力吸取各国先进经验, 在某些方面也取得了迅速的进展。

1.1 变电所综合自动化的发展历程

对于变电所综合自动化的发展历程, 按时间顺序可以将变电所自动化系统的发展历程分成三个阶段:第一阶段始于20世纪80年代, 是面向功能设计的集中式RTU加常规保护模式;第二阶段始于20世纪90年代, 是面向功能设计的分布式测控装置加微机保护模式;第三阶段始于20世纪90年代末期, 是面向间隔、对象设计的分层分布式结构模式, 也是当前最为普遍的一种模式。

1.2 变电所综合自动化定义

变电所综合自动化是指将二次设备利用微机技术经过功能的重新组合和优化设计, 对变电所执行自动监测、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。它是自动化和计算机、通信、管理技术在变电所领域内的综合应用。

2 变电所综合自动化概述

2.1 变电所综合自动化的促成因素分析

促使变电所综合自动化迅速发展的因素主要表现如下。

(1) 采用综合自动化系统可提高电网的安全、经济运行水平, 实现无人值班或少人值守, 减少基建投资和综合运行成本。

(2) 由于各级调度中心对变电所运行工况信息需求量加大, 考虑到经济因素, 综合自动化系统与传统的RTU相比, 能够提供更多的信息。

(3) 变电所综合自动化可改变传统的二次设备模式, 实现信息共享, 简化系统, 减少电缆和占地面积等。

2.2 变电所综合自动化系统的功能

结合到国内的实际情况, 综自系统的功能则主要表现在以下5个子系统中。

(1) 保护功能:对所内的所有电气设备进行保护, 并对被保护设备进行故障显示和记录, 存储多套定值并能进行修改和显示等。

(2) 测量及数据采集功能:包括状态数据、模拟数据和脉冲数据。

(3) 自动装置功能:包括电压和无功的就地控制、同期检测和同期合闸及故障滤波测距等。

(4) 控制和操作闭锁:可通过CRT屏幕对断路器、隔离开关、变压器分接头和电容器组投切等进行远方操作。

(5) 对所及监控、监视与工程师工作功能实现人机联系。

3 现代技术在变电所综合自动化中的应用

3.1 专家系统

专家系统指一组计算机程序, 该程序利用当前输入的实时信息, 知识库与一组推理规则进行快速推理, 辅助运行人员进行判断与操作, 当运行参数和设备出现异常时, 可分析其原因, 提出操作建议, 从而解决以前只能由人类专家才能解决的问题。专家系统的主要特点就在于其符号处理推理规则和渐进式搜索, 它的对话功能及联锁功能比传统开关控制系统强。

专家系统通常适用于24小时均有运行人员值班工作的情况, 这是在变电所应用专家系统的一个有利条件。而且专家系统能在任何时刻提供正确的专门知识, 它能通过迅速概括信息, 在同一时间中比运行人员校核多得多的应用规则, 为紧急事件提供快速反应。

3.2 数字技术

随着数字技术的发展, 变电所设计人员日益注意到将数字技术应用于变电所综合自动化领域。应用微机将保护、控制、测量和监视等多种功能或系统综合在一起, 构成数据共享的变电所保护与控制综合数字系统。这主要是由于数字技术具有传统技术难以实现的某些优异功能。

(1) 增强可靠性。由于数字技术的测试与自诊断功能使灵活性增强, 各层都能做出更加智能化的判断, 实现适应性保护与控制, 从而提高了可靠性。

(2) 可增加串行传输设备的数据传输量, 提高故障分析能力。

3.3 光纤通讯

对于新建变电所, 光纤总线系统的成本与常规系统相等, 却具有采集整定值、故障电流与电压的便利条件。与电力线载波系统、微波系统及系统相比, 其优越性是抗干扰能力强, 传输的信息容量大。

4 完善变电所综合自动化的对策研究

4.1 增加遥视警戒消防功能

遥视应具备在集控中心能看到变电所的现场实景, 而且还必须具备警戒甚至必要时能启动安全设施的功能。只有这样, 我们才能实现真正意义上的无人值班。

4.2 将实时数据引入信息管理系统

目前这项技术正在进行试运行。这种系统实现的主要方法是:将实施信息打包, 做成多个数据库, 然后做接口, 将数据转换成管理信息系统能够读出的数据, 完成转换功能。

4.3 利用拓扑技术增加监视系统的模拟功能

在一个实体对象内部, 存储了其全部坐标信息和构成结构, 这也就完成了对其自身的拓扑模型的建立。空间点、线、面之间的拓扑关系建立的方法有两种。

一种是通过人为分析手工建立拓扑关系;另一种则是通过计算机编程实现了拓扑关系的自动建立。

作为电网系统可以按空间模型进行抽象, 运用地理信息系统技术中的空间拓扑技术结合电网自动SCADA系统中的断路器状态的动态实时数据一起, 对电网的操作进行模拟仿真, 从而在系统的实际操作之前通过计算机电网模拟系统先对操作的步骤和结果进行模拟, 核实操作无误后再对实际电网进行操作, 避免误操作, 降低事故的发生率, 从而提高整个电网的安全可靠性。

4.4 利用HFC网络实现信息通信

我们可以利用有线网实现变电所信息通信, 解决通道信道质量问题, 而且可以节省大量资金, 不用铺设专用光纤网。

5 结语

变电所综合自动化是微机技术不断发展和在变电所中不断应用所带来的必然产物, 该项技术在我国已经受到有关部门的普遍重视, 并取得了一定的进展, 但由于我国起步较晚, 与发达国家相比, 尚有很大的差距, 还需在最新通讯技术、全数字化系统中实现保护、控制、测量系统总体优化。而且通过近几年在一些变电所中的试点, 变电所普遍认为变电所综合自动化系统技术比较先进, 结构简单, 功能齐全, 安全可靠。该项技术在我国有着广泛的发展应用前景, 我们必须加快开发完善变电所综合自动化系统, 以满足不断发展的需要。

摘要：本文从变电所综合自动化的概述和发展历程出发, 对变电所综合自动化有一个清晰的了解, 沿着这一思路, 分析我国目前变电所综合自动化的发展现状以及发展趋势。通过分析问题再解决问题, 综合大量的参考文献, 得出完善我国变电所综合自动化的措施。当前我国应紧随这种发展趋势, 不断推进研究成果, 使变电所的自动化水平再上一个新台阶。

关键词：电力系统,电网,变电所综合自动化