变电站自动化系统自从九十年代中期在电力系统推广使用以来,取得了令人瞩目的成就并获得了巨大的经济效益.在现有的变电站自动化系统中,尽管变电站内的通信形式多种多样,保护配置形式各异,但还是未能充分发挥当今嵌入式单片机的强大功能,也未能充分利用现代通讯技术快捷可靠的特性.该文首先介绍了变电站自动化系统的一些基本概念及其历史发展和现状,指出目前的变电站自动化系统主要存在的问题以及其带来的不良后果,并概述了现有变电站自动化系统的模式分类.在此基础上,提出了一种新型变电站综合自动化系统的理想模式,并确定新型系统的功能规范和工作模式.然后详细探讨了该理想模式中各个子系统(远动、保护、遥视、安监、管理)的功能及其之间的相互关系,并研究了如何把各个子系统有机地结合起来构成一个完整的变电站自动化系统.其中还重点介绍了作者设计过的一些微机保护算法.接着该文介绍了新型变电站自动化系统采用通信技术.在回顾了现有通信技术的基础上,重点分析了各种现场总线技术和以太网及TCP/IP协议的特性,然后探讨了变电站内现场总线网络与互联网的连接.通过比较支持TCP/IP协议的互联网与现场总线网络的各自优势,设计了一套运用中央通讯管理单元管理现场总线,支持TCP/IP协议与多协议库,并能与当地监控系统、远方调度系统、厂商维护系统及其它智能化设备互连的通信系统.该系统可以在间隔层(装置层)使用通讯方便快捷可靠的现场总线互连,并形成双重化配置,在间隔层形成网络数据共享,在网络数据共享的基础上,解决目前变电站尚未解决的部分问题(低压母线无保护,单元装置无打印机,单装置的零序功率方向小接地选线不准确,电压无功优化装置与整系统孤立等问题).该文最后研究了如何建立中央通讯管理单元低层的操作系统的问题.为了满足能够在操作系统中进行二次的编程开发,中央通讯管理单元支持多协议,功能变化灵活的要求,设计了一种基于实时多任务操作系统(RTOS)的可编程的变电站自动化系统,文中介绍了智能可编程模块的硬件设计和软件平台.RTOS的使用使得实时应用程序的设计和扩展变得容易,不需要大的改动就可以增加新的功能.通过将应用程序分割成若干独立的任务,RTOS使得应用程序的设计过程大为减少,所有时间要求苛刻的事件都得到了尽可能快捷、有效的处理.通过有效的服务,如信号量、邮箱、队列延时、超时等,RTOS使得资源得到更好的利用.最后详细地描述了利用RTOS做成一个通用继电器的过程作为应用实例.该文所作的研究表明:充分利用发展的计算机软硬件技术和网络通信技术,可以实现日趋完美的变电站自动化系统.