变电站自动化系统的结构特点分析

变电站自动化系统的结构特点分析

胡伟

国网山西省电力公司超高压变电分公司  太原市  030031

摘要:随着我国经济建设的快速发展,对电力能源的需求同步提高,核电､风电､光伏发电等新能源建设已成发展趋势,电网电压等级已向特高压迈进,电网的规模越来越大,变电站的数量越来越多,电网的安全､稳定､经济运行十分重要｡

关键词:变电站;自动化;结构;分析

现如今,在社会经济不断快速发展的形势下,计算机技术的发展越来越迅速,在各个领域都得到了广泛应用,并且取得了良好的应用效果｡当前我国已经全面进入现代化､信息化社会时代,人们的生活质量和水平越来越高,对于电能的需求越来越高,越来越多样化｡在这种形势下,不仅要满足现代人对于电能的整体需求,而且还要推动电力行业的整体发展,变电站综合自动化系统以及体系结构在实际操作过程中,通过综合自动化系统的整体应用,能够对变电站实行切实有效的监督和控制,保证变电站自身正常安全稳定的运行状态｡

1变电站综合自动化系统

电力系统与现代化科学技术进行有效结合,不仅能够提高整个供电系统的供电效率,而且能够为电力行业自身日后的发展打下良好的基础｡变电站综合自动化系统主要是针对在实际操作中,通过执行规定的功能来实现某一给定的目标,将这些目标与一些相互关联单元之间进行切实有效的组合｡在变电站综合自动化系统的实际应用过程中,其自身涉及到的方面有很多,包含的内容也有很多,其中包括网络技术､现代电子技术､童鞋技术等等,这些技术能够实现对变电站二次设备功能的重新优化｡这样不仅能够从根本上提高变电站的整体运行效率,而且能够提高电力行业的整体管理水平,对电力行业日后的发展打下良好的基础｡

变电站综合自动化系统在实际应用过程中,主要是对变电站的整体运行情况进行实时有效的监督和控制｡利用综合自动化系统来对变电站的整体运行情况进行测量､监视､控制以及协调,这样才能够保证变电站的安全以及经济运行｡这种系统在应用过程中,能够取代常规性变电站中央的信息系统､模拟屏柜､以及其他的一些常规运动装置等设备,在安全上以及经济上能够提供切实有效的保障｡

2变电站自动化系统典型结构

2.1集中式结构

集中式的变电站综合自动化系统结构按信息类型划分功能｡此类结构对监控主机的性能要求较高,扩展性和可维护性等方面较差,抗干扰能力不强,如图1所示｡

图1集中式结构

2.2分布式结构

分布式结构则按功能设计,如按保护和监控等功能划分单元,分布实施｡安装方式有集中组屏和分层组屏2种方式,较适合于中低压变电站,如图2所示｡

图2分布式系统结构

2.3分布分散式结构

分布分散式结构是面向电气一次回路设备或电气间隔设备,间隔层中数据､采集､控制单元(I/O单元)和保护单元就地分散安装在开关柜上或其他一次设备附近,相互间通过通信网络相连,与监控主机通信｡

分布分散式对于中低压电压等级,无论是I/O单元还是保护单元皆可安装在相应间隔的开关盘柜上,形成地理上的分散分布｡对于110kV及以上电压等级,无法把间隔单元装在相应的开关柜上,可采用集中组屏,如图3所示｡

图3分布分散式系统结构

3厂站网络体系结构

传统意义上的变电站综合自动化系统是将二次设备,如测量仪表､信号系统继电保护､自动装置和远动装置等,经过功能组合和优化设计实现对全变电站的主要设备和输配电线路的自动监视､测量､自动控制和微机保护,以及实现与调度通信等的综合性自动化功能｡国际电工委员会IEC61850《变电站通信网络和系统系列标准》中明确了变电站自动化系统的三层结构:变电站层､间隔层和设备层以及各层之间的接口意义,并将由一次设备组成的设备层纳入统一结构中｡推荐中型变电站的自动化系统采用按间隔配置､面向对象的组网方式｡

网络体系分为3层结构｡最上层为站控层,包括双主控通信单元,双机为冗余热备用方式｡主控通信单元负责管理全站范围的智能通信单元,收集各智能单元的数据送往调度主站,并把主站下发的控制命令分发到相应的采集单元｡双机数据库通过网络同步刷新,其备份方式既可以为主备方式,也可并列运行｡根据用户的需求,可以在网络上配置高级应用管理单元,既能以专用软件模块的方式集中在主控通信单元实现(当地功能除外),也可以分布到网络的其他节点实现｡

中间层为间隔通信单元,负责管理､收集本间隔内智能设备的数据,送往站控层;接收站控层的控制命令,分发到相应的智能设备;同时可以通过相应的软件模块完成本间隔内的自动控制功能｡间隔通信单元也可以根据用户的需要配置为双机热备用的方式｡智能单元包括测控和保护模块,分别完成测控和保护功能｡主控通信单元和间隔通信单元采用双网分流､故障切换的通信模式｡正常通信过程中,双网分别传输不同的数据内容,一旦其中的一条网络出现故障,则另一条网络担负起传输全部数据的功能这样不但提高了系统的实时性,也极大地提高了系统的可靠性｡间隔通信单元与各智能设备之间通过10M以太网传输实时数据｡本网段内设备相对较少,完全可以保证数据的实时性｡合理的网络配置可以减小网络冲突,提高系统的实时性和可靠性｡

4结束语

综上所述,在变电站综合自动化系统及体系结构实际作用的分析过程中,要与实际情况进行有效结合,每一种结构形式在应用过程中,都存在优势和劣势｡因此,在结构的选择以及应用过程中,要尽可能与变电站实际情况进行结合,要涉及到不同的接口,不同的接口对电力通信规约间进行有效的转换｡这样不仅能够从根本上缓解结构体系在应用过程中受到的局限性,促使结构自身的开放性､通用性特点能够充分发挥出来,为变电站自身的正常安全稳定运行提供切实有效的保障｡

参考文献

[1]蒋年德,魏育成.变电站综合自动化系统体系结构研究[J].电网技术,2010(06).

[2]程跃森.变电站综合自动化系统体系结构研究[J].河南电力,2011(07).

[3]孙莹.集中式无人值班变电站微机监控系统[J].电力系统自动化,2010(02).