智能變電站自動化系統(tǒng)發(fā)展初探

熊 偉

(國網(wǎng)四川省電力公司檢修公司南充運維分部，四川 南充 637000)

0 引 言

2009年5月特高壓輸電技術(shù)國際會議召開，在此會議中電網(wǎng)公司正式提出了加強智能電網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃，我國智能電網(wǎng)建設由此邁入了新的征程[1]。作為智能變電站建設中的重要環(huán)節(jié)，變電站的自動化運行發(fā)展也已提上日程。

智能變電站自動化系統(tǒng)分為以下三個部分：①監(jiān)控系統(tǒng)，完成電力設備控制、監(jiān)視功能，包括斷路器、刀閘的防誤閉鎖及控制；電流、電壓與開關(guān)位置的信息采集；電壓與無功的智能調(diào)節(jié)等。②保護系統(tǒng)，完成電力設備的實時保護，如母線保護、線路保護和變壓器保護等。③一體化工作站，是對故障錄波裝置、測控裝置和保護裝置等進行的綜合信息管理，該環(huán)節(jié)對智能變電站的建設有著至關(guān)重要的影響。智能變電站自動化系統(tǒng)使用先進的電子、通信技術(shù)，對電站主設備進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化及功能的重新組合[2]。

目前，智能電站自動化水平已經(jīng)有了質(zhì)的提升。根據(jù)國內(nèi)的實際情況，低電壓電站大體上已實現(xiàn)了全自動化作業(yè)，中壓電站也普遍使用自動化管理系統(tǒng)，最大限度地減少了工作強度，提升了工作的效率。

隨著電子技術(shù)以及通訊技術(shù)的推進，變電站的自動化水平也提出了更高的標準。但高要求必將促進變電站自動化能力進一步的發(fā)展。

1 智能變電站自動化系統(tǒng)需求分析

作為智能電網(wǎng)最重要的參量采集點、運行執(zhí)行點，智能變電站應滿足安全、穩(wěn)定、高效運行，信息交互標準化、管理運維自動化等需求[3]。以期達到提升電網(wǎng)可靠、經(jīng)濟運行的目的。

1.1 系統(tǒng)安全可靠

監(jiān)控、保護功能的安全穩(wěn)定對變電站自動化系統(tǒng)的可靠運行有著重要的意義。智能變電站的測控、保護功能環(huán)節(jié)有：間隔層測控裝置、過程層合并單元、智能終端、通信環(huán)節(jié)等。這將導致控制速度響應時間比較長，而且反應的可靠性也將受到影響。所以需要進一步分析裝置功能分布更加合理的方法，從而達到提升功能的可靠性以及快速性的目的。

1.2 信息全網(wǎng)共享

作為信息源，智能變電站自動化系統(tǒng)采集了大量的信息，受限于通過調(diào)度系統(tǒng)數(shù)據(jù)容量和遠動通信規(guī)約來傳輸容量，導致智能變電站在傳輸數(shù)據(jù)的容量方面受到影響。

主子站信息交互方式限制了電網(wǎng)控制水平的提升，調(diào)度人員對設備的監(jiān)管也將受到相應的制約。智能變電站信息按需傳輸能力的提升，已經(jīng)成為了自動化系統(tǒng)最急需解決的問題之一。

1.3 分布式應用支撐

在變電站和調(diào)度的建設過程中由于缺少統(tǒng)一的設計，導致分布式應用的交互接口不統(tǒng)一，隨著電網(wǎng)分布式應用的進一步發(fā)展，將無法滿足分布式應用的核心需求：調(diào)度與電站現(xiàn)有應用之間的廣域協(xié)同。

1.4 系統(tǒng)維護可視化

通過將常規(guī)變電站電纜回路大量地轉(zhuǎn)換成虛擬回路，達到簡化了二次回路設計的目的。 但是因虛擬回路缺乏直觀的展示方式，導致運維人員無法掌握電站的物理鏈路、二次虛回路以及裝置間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。因此，為了簡化運行、維護流程，降低虛端子關(guān)聯(lián)的復雜程度，減少虛端子和裝置數(shù)量，對實現(xiàn)電站設備科學的整合和集成有重要的意義。

2 智能變電站自動化系統(tǒng)發(fā)展中存在的問題及建議

2.1 安全運行管理

隨著智能電網(wǎng)建設的深入，自動化網(wǎng)絡應用的發(fā)展，分布式的應用將會更加深入。自動化系統(tǒng)的安全性很大程度上決定了電力系統(tǒng)運行的安全可靠性[4]。

(1)監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)試管理

智能變電站自動化系統(tǒng)在運行時需要對不同的裝置信號給以同步的信息處理，這就需要在系統(tǒng)調(diào)試過程中實現(xiàn)監(jiān)控管理的有效性。如果SCD文件被誤動將有可能傳遞錯誤的保護信號命名，或者是上傳信號受到干擾，無法接收，造成信號接收的誤動。因此在調(diào)節(jié)時，調(diào)試單位應該設專人記錄來SCD文件的變動情況，從而防止SCD文件被錯誤改動，以達到加強過程跟蹤的目的。

(2)監(jiān)控器的調(diào)試管理

為避免監(jiān)控器的損壞造成的損失，在調(diào)試過程中及變電站投產(chǎn)之前應對監(jiān)控數(shù)據(jù)和軟件備份，在設備更新的同時還應進行監(jiān)控數(shù)據(jù)和軟件的更新。自動化管理部門和調(diào)試單位應該做好進一步的跟蹤備份工作，并且進行妥善的保管。

(3)網(wǎng)絡信息安全

智能變電站通行網(wǎng)絡具有規(guī)模大的特點，設備的控制等過程都將通過軟件進行操作，網(wǎng)絡信息安全在自動化系統(tǒng)的應用中占有及其重要的地位。在安全信息防護設施不足的情況下，如果某一個IED遭受到惡意的攻擊，將會給系統(tǒng)帶來極大的安全隱患。

2.2 故障處理管理

當變電站工作出現(xiàn)問題時，將會影響整個系統(tǒng)發(fā)電、輸電及配電的工作，嚴重時甚至會造成大面積的供電中斷，產(chǎn)生重大的經(jīng)濟損失。所以在實際工作中應制定相應的措施，以減少安全事故的發(fā)生。

(1)設備故障處理

變電站內(nèi)自動化系統(tǒng)的設備多，故障的類型也略有差別。為了便于故障的排查，目前變電站內(nèi)的自動化運行設備通常都帶有運行日志，但是設備帶有的運行日志格式通常是私有格式，應該使用專門的軟件進行查看。

(2)通信故障處理

通信故障的類型包括： 網(wǎng)口故障造成的網(wǎng)絡阻塞、交換機的故障，串口通道的誤碼概率較高，通信規(guī)約的互操作等問題以及遠動機因轉(zhuǎn)發(fā)表配置錯誤而造成的測量點錯位。 在變電站的設備中，通常有自備的用于監(jiān)視通信報文以及運行狀態(tài)的調(diào)試軟件，還可以查找運行的日記，以便篩查通信等故障。

3 結(jié)束語

目前，智能變電站的建設勢頭強勁，越來越多的智能變電站將會投入運行，自動化系統(tǒng)的應用也將越來越廣泛。本文概述了智能變電站自動化的概念、特征以及國內(nèi)智能變電站自動化系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，重點分析了智能變電站自動化發(fā)展建設中出現(xiàn)的問題，并對其中部分實際問題提出了相關(guān)的解決方案。在智能變電站的建設中還有許多關(guān)鍵的技術(shù)難點有待研究和解決，這將是一項復雜而又多學科的系統(tǒng)工程。但任何新技術(shù)的發(fā)展都會面臨相關(guān)的問題，智能變電站自動化系統(tǒng)將會在不斷解決新問題、應用新技術(shù)的過程中得到新的發(fā)展。