变电站综合自动化技术的现状及发展

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摘 要：变电站实现综合自动化是变电站的发展趋势，是技术变革的发展方向，在近些年成为热门话题。本文从系统结构、系统性能、系统通信及协议等多方面介绍了目前变电站综合自动化的新技术动向，从变电站综合自动化系统的类型、变电站综合自动化系统的基本功能及变电站综合自动化系统的发展概况等方面进行了综合阐述，同时也展望了未来的发展趋势，希望能够对同行有少许借鉴。

关键词：变电站；综合自动化；现状；发展

中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）01-0189-02

1 引言

变电站综合自动化技术在近些年成为热门话题，主要是因为：①我国电网越来越复杂，调度中心有更多的信息需求；②变电站需求远方控制和操作；③为了实现进一步的信息共享；④对电网安全经济运行要求越来越高。

2 变电站综合自动化系统的发展概况

国外变电站综合自动化系统从20世纪70年代开始研究，变电站监控功能得到了很快的发展。我国的相关研究从80年代中期开始，清华大学电机工程系1987年成功研制变电站综合自动化系统并投入运行。近年来随着科技通信技术的不断发展，国内几个比较大的自动化系统生产单位制造出了高水平的产品。

3 变电站综合自动化技术

3.1 变电站综合自动化系统的类型

变电站综合自动化系统按照发展过程及系统结构特点，可以分为3种类型。

（1）增强型RTU方式。增强型RTU方式变电站自动化系统的主要设备包括RTU、变送器、继电保护与自动装置等。

该系统具有系统功能不强，硬件设备重复，整体性能指标低，系统联接复杂，可靠性低等缺点，优点是成本低。该系统比较适合于老站的改造。

（2）分散式系统或第2代综合自动化系统。使用该类系统可以取消常规的保护屏、控制屏、中央信号屏、远动屏、测量仪表等。

该系统的优c是各种功能比较完善、人机界面较好、在线功能强。缺点是系统仍然比较复杂、联结电缆较多、系统可靠性不太高。该系统总整体上来看仅是监控系统和保护系统简单的相加，并没有从整体上来考虑变电站综合自动化系统的结构。

（3）引入了站控级和保护装置级概念的变电站综合自动化系统。该系统采用国际上成熟的先进设计思想，可以实现信息资源的共享以及保护、监控功能的综合化， 站内二次回路大大简化，完全消除了设备之间错综复杂的二次电缆由于保护装置可放在开关柜上或放置在一次设备附近，从而可大大缩小主控制室面积，节省控制电缆。

3.2 变电站综合自动化系统的基本功能

变电站综合自动化是综合了多专业的技术，其子系统主要包括监控子系统、微机保护子系统、电压无功综合控制子系统、电力系统的低频减负荷控制、备用电源自投控制、变电站综合自动化系统的通信。

监控子系统的功能主要包括有：①SOE事件顺序记录；②数据采集；③操作控制；④故障记录、故障录波和侧距；⑤人机联系；⑥安全监视；⑦谐波分析与监视；⑧打印；⑨数据处理与记录。

微机保护子系统功能主要包括母线保护、线路主保护和后备保护、配电线路保护、主变主保护和后备保护、不完全接地系统单相接地选线、无功补偿电容器组保护。

电压，无功综合控制子系统是综合调节控制有载调压变压器分接头和并联补偿电容器组，从而保证电压质量和优化无功补偿。

4 变电站自动化研究的新技术动向

4.1 系统结构

现场总线技术的使用已使得自动化系统的实现简单的多，性能上也大大优于以往的系统。通过新技术的应用，测控设备将完全融合一次设备，系统的每个设备都有保护、监控、计费、操作、闭锁等一系列功能及信息库，仅通过一对通信双绞线实现设备智能化。

4.2 系统性能

今后努力的方向是充分利用资源，通过优化系统功能，从而实现电压无功控制、小电流接地判别、防误操作、事故应急处理方案、多台主变的经济运行方案优化、线路同期、设备寿命管理、录波等功能。

4.3 系统通信

典型的变电站综合自动化系统，可分为分布式的综合设备、站内通信网、变电站层的监控及通信系统三个层次。

（l）在测控单元和通信单元之间。与比较点对点通信信道网（星形网），现场总线网的优势在于多点共享。面对多CPU系统的信息传输及突发事件的优先传输问题，现场总线技术可以实现高速传输、设置传输优先级、安排信息传输的顺序、多路侦听自动上送功能。

（2）在当地计算机和通信单元方面。由于利用变电站自动化来实现无人值班，因此其传递的信息容量将很大。从系统整体的可靠性考虑，应配备双通信单元、双以太网、双计算机来实现信息的传输及管理，该方案的通信媒介大多采用双绞线。

（3）与多个控制中心的连结。与控制中心的连接突出表现在通道和通信协议上。变电站自动化的信息传输己逐渐向网络方向发展，并将由局域网互联向广域网互联发展，由此而带来的电力系统信息共享的益处将是巨大的。

4.4 通信协议

设备的互联互通不成问题，既可以灵活地进行系统集成，又便于操作人员的运行维护。国外大公司如西门子和ABB等对EJC6185O的研究，在理论上已经成熟，并正在开发支持EIC61850的产品，国内的南瑞、四方等也都在全面跟踪研究EIC61850的最新发展动向，但还没有适合国情的完整技术方案，更没有示范工程的实施。在通信协议上大家还是选择EIC60870系列标准，主要原因是受到技术水平以及研究水平的限制。

5 对变电站综合自动化技术的展望

（1）智能电子装置（EID）、现场总线及工业以太网技术会加速变电站自动化技术的发展；（2）数字式视频图像监视技术会越来越重要；（3）与电气设备的状态监测与故障诊断技术充分融合；（4）光电互感器的研究与应用；（5）电能质量的在线监测充分融合；（6）越来越广泛的应用范围。

6 结语

变电站实现综合自动化是变电站的发展趋势，是技术变革的发展方向。通过继续拓展思路，不断的应用新技术、新原理、新设备，将设备工艺进一步优化，不断的相应要求，从而实现变电站的不断发展。

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