淺析變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)問(wèn)題

內(nèi)容提要：通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展提高了變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)水平，變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)正在朝著網(wǎng)絡(luò)化、綜合智能化、多媒體化的方向發(fā)展。本文就當(dāng)前變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用中存在的若干問(wèn)題進(jìn)行分析與闡述，并提出建議電力工作者應(yīng)在實(shí)際操作過(guò)程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，遵循科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髟瓌t進(jìn)行變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)，以保證電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)地運(yùn)行。

一、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

目前變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，因此標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題(其中包括技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、自動(dòng)化系統(tǒng)模式、管理標(biāo)準(zhǔn)等問(wèn)題)是當(dāng)前迫切需要解決的問(wèn)題。

1、生產(chǎn)廠家的問(wèn)題

目前在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)選型當(dāng)中存在著如所選系統(tǒng)功能不夠全面，產(chǎn)品質(zhì)量不過(guò)關(guān)，系統(tǒng)性能指標(biāo)達(dá)不到要求等情況，主要有以下問(wèn)題，由于變電站綜合自動(dòng)化設(shè)備的生產(chǎn)廠家過(guò)分重視經(jīng)濟(jì)利益，用戶又過(guò)分追求技術(shù)含量，而不重視產(chǎn)品的性能及實(shí)用性，甚至有些產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中缺乏起碼的質(zhì)量保證措施;有些外購(gòu)部件更是缺乏管理，因而導(dǎo)致部分投產(chǎn)的變電站問(wèn)題較多;有些廠家就某產(chǎn)品只搞技術(shù)鑒定，沒(méi)有產(chǎn)品鑒定。

2、不同產(chǎn)品的接口問(wèn)題

接口問(wèn)題是綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中非常重要而又長(zhǎng)期以來(lái)未得到妥善解決的問(wèn)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(fèi)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(wèn)題。當(dāng)不同廠家的產(chǎn)品、種類很多時(shí)，問(wèn)題會(huì)很嚴(yán)重。

3、抗干擾問(wèn)題

抗干擾問(wèn)題亦即所謂的電磁兼容問(wèn)題，是一個(gè)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(dòng)化設(shè)備出廠時(shí)抗干擾試驗(yàn)手段相當(dāng)原始，僅僅做一些開(kāi)關(guān)、電焊機(jī)、風(fēng)扇、手提電話等定性實(shí)驗(yàn)，到現(xiàn)場(chǎng)后往往也只加上開(kāi)合斷路器的試驗(yàn)，一直沒(méi)有一個(gè)定量的指標(biāo)，這是一個(gè)極大的隱患。

4、傳輸規(guī)約和傳輸網(wǎng)絡(luò)的選擇問(wèn)題

變電站和調(diào)度中心之間的傳輸規(guī)約。目前國(guó)內(nèi)各個(gè)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(guó)家經(jīng)貿(mào)委在1999年頒布了國(guó)際103規(guī)約的國(guó)內(nèi)版本DL/T667-1999，并在2000年的南昌會(huì)議上進(jìn)行了發(fā)布，103規(guī)約為繼電保護(hù)和間隔層(IED)設(shè)備與變電站層設(shè)備間的數(shù)據(jù)通信傳輸規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)，今后變電站綜合自動(dòng)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(jì)量傳輸規(guī)約。對(duì)于電能計(jì)量采集傳輸系統(tǒng)，IEC在1996年頒布的IEC60870-5-102標(biāo)準(zhǔn)，即我國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T719-2000，是我們?cè)趯?shí)施變電站電能計(jì)量系統(tǒng)時(shí)需要遵守的。

5、開(kāi)放性問(wèn)題

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)不同廠家生產(chǎn)的設(shè)備的互操作性(互換性);系統(tǒng)應(yīng)能包容變電站自動(dòng)化技術(shù)新的發(fā)展要求;還必須考慮和支持變電站運(yùn)行功能的要求。而現(xiàn)有的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)卻不能滿足這樣的要求，各廠家的設(shè)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(fù)開(kāi)發(fā)，浪費(fèi)了大量的財(cái)力物力。

二、組織模式選擇的問(wèn)題

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的方案隨著變電站的規(guī)模、復(fù)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(guò)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(dòng)化系統(tǒng)的選擇關(guān)，意義十分重大。

目前應(yīng)用較廣泛的變電站綜合自動(dòng)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(diǎn)簡(jiǎn)述如下：

1、分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

按變電站被監(jiān)控對(duì)象或系統(tǒng)功能分布的多臺(tái)計(jì)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(shí)現(xiàn)分布式處理。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的最大特點(diǎn)是將變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能分散給多臺(tái)計(jì)算機(jī)來(lái)完成。分布式模式一般按功能設(shè)計(jì)，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(yùn)算處理的瓶頸問(wèn)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(wèn)題等。

2、集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

集中式一般采用功能較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)并擴(kuò)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(jìn)行計(jì)算和處理，分別完成微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)和自動(dòng)控制等功能。目前國(guó)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(jī)任務(wù)繁重、引線多，降低了整個(gè)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。

(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(duì)不同主接線或規(guī)模不同的變電站，軟、硬件都必須另行設(shè)計(jì)，工作量大并且擴(kuò)展一些自動(dòng)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(duì)象設(shè)置全站控制級(jí)———變電站層(站級(jí)測(cè)控單元)和就地單元控制級(jí)———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(diǎn)：

(1)可靠性提高，任一部分設(shè)備故障只影響局部，即將“危險(xiǎn)”分散，當(dāng)站級(jí)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)、控制功能在段級(jí)仍可繼續(xù)運(yùn)行;段級(jí)的任一智能單元損壞不應(yīng)導(dǎo)致全站的通信中斷，比如長(zhǎng)期霸占全站的通信網(wǎng)絡(luò)。

(2)可擴(kuò)展性和開(kāi)放性較高，利于工程的設(shè)計(jì)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(jiǎn)化了調(diào)試維護(hù)。

上述三種變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的推出，雖有時(shí)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(yīng)根據(jù)各種系統(tǒng)特點(diǎn)和變電站的實(shí)際情況，予以選配。

三、電力管理體制與變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)關(guān)系問(wèn)題

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)，使得繼電保護(hù)、遠(yuǎn)動(dòng)、計(jì)量、變電運(yùn)行等各專業(yè)相互滲透，傳統(tǒng)的技術(shù)分工、專業(yè)管理已經(jīng)不能適應(yīng)變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，變電站遠(yuǎn)動(dòng)與保護(hù)專業(yè)雖然有明確的專業(yè)設(shè)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(shè)備缺陷均需要兩個(gè)專業(yè)同時(shí)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)檢查分析，有時(shí)會(huì)發(fā)生推諉責(zé)任的情況，造成極大的人力資源浪費(fèi)，而且兩專業(yè)銜接部分的許多缺陷問(wèn)題成為“兩不管地帶”，不利于開(kāi)展工作。

在專業(yè)管理上，變電站綜合自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行、檢修、檢測(cè)，尤其是遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、遙測(cè)精度、遙信變位響應(yīng)速度、信號(hào)復(fù)歸和事故總信號(hào)等問(wèn)題仍需要規(guī)范和加強(qiáng);對(duì)傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)及通道聯(lián)測(cè)的實(shí)現(xiàn)、軟件資料備份等問(wèn)題提出了新的課題內(nèi)容。

四、運(yùn)行維護(hù)人員水平不高的問(wèn)題

我們認(rèn)為，解決好現(xiàn)行的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)管理體制和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等問(wèn)題的同時(shí)，還要培養(yǎng)出一批高素質(zhì)的專業(yè)隊(duì)伍。目前，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)絕大部分設(shè)備的維護(hù)依靠廠家，在專業(yè)管理上幾乎沒(méi)有專業(yè)隊(duì)伍，出了設(shè)備缺陷即通知相應(yīng)的廠家來(lái)處理，從而造成缺陷處理不及時(shí)等一系列問(wèn)題。

因此，要想維護(hù)、管理好變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，首先要成立一只專業(yè)化的隊(duì)伍，培養(yǎng)出一批能跨學(xué)科的復(fù)合型人才，加寬相關(guān)專業(yè)之間的了解和學(xué)習(xí)。其次，變電站綜合自動(dòng)化專業(yè)的劃分應(yīng)盡快明確，杜絕各基層單位“誰(shuí)都管但誰(shuí)都不管”的現(xiàn)象。變電站綜合自動(dòng)化專業(yè)的明確，對(duì)于加強(qiáng)電網(wǎng)管理水平，防止電網(wǎng)事故具有重大意義。

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