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【摘 要】 随着智能电网的建设，自动控制系统在电力系统中得到了广泛应用。在升压站上应用自动控制系统对于维持电力系统的正常运行有着重要的作用。文章概述了升压站自动控制系统，旨在提高电气自动化在升压站的应用。
【关键词】 升压站，自动控制系统，应用
一、前言
升压站是电力系统中的重要组成部分，是连接电厂和供电系统的重要枢纽。如果升压站出现故障，那么维护起来将会十分困难。因此自动控制系统的应用对于升压站的日常维护，故障排除有着很大的作用，同时可以增加电厂的自动化水平，提高科技化进程。
二、电气自动控制系统的概述
1.电气自动控制系统的概念
电气自动控制就是为了达到特定的控制目的，在没有人直接參与的情况下，使用检测仪表和其他的控制设备装置对机器或者某一过程进行控制。一个电气自动控制系统可以分为控制器和控制对象这两部分，其中控制器是指控制机器或者过程的整套自动化的设备和仪表；控制对象则是指被控制的机器设备或过程。在控制过程中需要各种相关的数据参数作为控制用的参考数据，或者叫做被控参数。控制器和控制对象之间具有对应的变化规律，可称为系统的输入和系统的输出。
2.电气自动控制系统的性能要求
对于电气自动控制系统的性能，大致可以概括为以下两个方面：一是跟随输入，即电气自动控制系统的输出参量应该跟随着系统的输入参量而变化，比如弧焊机器人末端跟踪焊缝轨迹的控制系统，就要求控制器的输出可以做到跟踪输入轨迹来变化。另一个性能要求就是抗干扰，在进行电气自动控制过程中，难免会受到外界因素的影响，导致控制系统的输出参量产生一些偏差。所以为了保证控制系统能够正确无误地输出数据，就要保证其具有一定的抗干扰能力。
3.电气自动控制系统的分类
按照控制系统的结构分类，电气自动控制系统可分为开环控制系统、闭环控制系统和复合式控制系统；若是按照电气自动控制系统的任务分类，则可以分成调节系统、随动控制系统和程序控制系统；按照电气自动控制系统的数学模型分类，则可以分为线性控制系统和非线性控制系统，其中又包含时变和非时变的系统；按照电气自动控制系统的信号进行分类，则可以分为连续控制系统和离散控制系统。除此之外，还可以根据系统的变量、规模、系统智能化程度等进行分类。
三、升压站自动控制系统的技术特点
与传统的升压站相比，升压站自动控制系统在功能逻辑上分为站控层、间隔层和过程层。站控层由主机、操作员站、远动通信装置、保护故障信息柜及其他各种功能站构成，提供站内运行的人际联系界面，实现管理控制间隔层、过程层设备等功能。间隔层由保护、测控、计量、相量测量等若干子系统组成，在站控层及网络失效情况下，仍能独立完成间隔层设备的就地监控功能。过程层由互感器、合并单元、智能终端等构成，完成与一次设备相关的功能。
升压站自动控制系统主要有以下三个技术特点。
1.一次设备的智能化。
一次电气设备主要包括电子式电流电压互感器、智能型断路器隔离开关以及其他电气辅助设备等。一次设备与二次设备的接口由原来的继电器缆等模式转化为光电数字接口，且接口满足相关的标准，能够被通用二次设备所访问外，智能化的一次设备还能对设备本身进行完善的实时信息记录和检测，把其健康状态、运行模式等信息直接以数字信息提供。
2.二次设备的网络化。
常规升压站的智能二次设备，如：保护装置、测控设备、电能质量检测设备等不再以相互独立简单耦合的方式互联，而均采用以太网方式平行连接，接口方式、接口标准高度统一，实现数据、资源的高度，这种接口标准就是IEC61850，从而使网络构成更加简单高效。
3.自动运行管理系统化。
常规升压站的自动化系统主要实现了系统运行管理的自动化，而升压站自动控制系统可以通过光纤获得采样值信息、设备状态信息，操作指令等，所有一次、二次设备均具备完善的自检和互检功能，这样就将站内的“定期检修”改变为“状态检修”，提高了设备的可靠性和可用系数，延长设备寿命，降低运行检修费用，改善设备运行性能，提高了经济效益。
四、升压站自动控制系统系统的典型结构
1.分散式结构
升压站综合自动化系统的分散式结构是指按升压站的控制对象和控制层次设置二层分布控制系统结构：即就地单元控制级（段级）和全站控制级（站级）。这种结构具有可靠性高、可扩展性和开放性强的优点。通过采用这种结构，升压站能够大大减少站内二次设备所需要的用电缆，节约了投资。
2.分布式结构
分布式结构的主要是用主、从CPU多台计算机来完成升压站自动化系统的工作。通过这样的工作方式，各功能系统实现了数据通信，解决了CPU运算处理并行多发事件的瓶颈问题。这种分布式的结构在低、中压的升压站比较常用。
3.集中式结构
集中式结构一般采用性能比较强的计算机采集、计算和处理升压站的数据量信息和模拟量信息，并且分别进行微机保护、微机监控和自动控制。这种结构的升压站综合自动化系统体积小、造价低，但也存在系统处理能力有限，可扩展性、可维护性和抗干扰能力较差的不足。
五、升压站自动控制系统的具体设计分析
1.升压站综合自动化系统监控的设计
设计人员在对升压站综合自动化系统监控进行设计时，通常是采用光电隔离板和驱动接口子系统，在每个单元上设计一个经光电隔离的串行通信接口，如常用的是RS232或RS422接口，再通过后台机、网卡、调制解调器等设备与远方调度控制中心进行通信处理，整个监控系统，具备“四遥”功能，可以对电能脉冲进行自主采集、自主处理和自主远程传递的功能，除此外还能对远程传递的直流电源系统发出的报警信号进行收集，进而辅助系统实现监控报警以及故障检测。做到友好的人机界面，在调度中心就可以对升压站运行情况进行直观监视，方便工作人员操作。
2.升压站综合自动化电气主接线方面的设计
对于升压站来说，在进行综合自动化电气主接线方面的设计方面，首先要考虑升压站用户端的电源情况及负荷水平问题，实现综合自动化设计的同时，最大限度地控制工程投资，具体说来一是简化升压站主接线方案和思路。设计中最应注意的一点就是要将变电所和10kV电压等级母线线路均采取单母线，不分段的方式进行接线处理，让升压站母线线路通过高压电缆进行连接，也就是我们常说的隔板设计。这种设计方式的最大好处就在于在进行停电检修过程中，能够具备明显的断开功能，确保线路检修工作的安全可靠。
3.升压站综合自动化电量信息采集的设计
在对升压站综合自动化进行电度量采集设计时，要考虑到所有的电量的测量要采用交流采集方式来进行采样，一般采用精密电压和电流传感器作为采用元件，这样就可以实现电压、电流、无功、有功、频率等综合自动化测量。
4.升压站综合自动化微机保护的设计
通常在进行升压站综合自动化微机保护设计时，一切从节约投资成本出发，将微机保护与远程监控合为一屏，在线路上采用带时限流和速断保护操作，利用负荷定值，实现负荷监控。再有微机保护的设计可以及时对故障信息进行远程查询、修改和重新下发正确的保护定值，能够保证主站信息全面精准地接受系统各部位传递给主站的信息。
六、结束语
升压站自动控制系统的建设有利于推进电厂的智能化水平。相比传统的控制方式，自动控制系统更为简单、高效。因此自动控制系统在升压站的应用是未来推进智能电网升级发展的必经之路。
参考文献：
[1]李瑞生，李燕斌，周逢权.升压站自动控制系统功能架构及设计原则[J].电力系统保护与控制，2012，24-27页
[2]王冬青，李刚，何飞跃.升压站自动控制系统一体化信息平台的设计[J].电网技术，2011，20-25页
[3]易永辉.基于工EC61850标准的升压站自动化若干关键技术研究[D].杭州：浙江大学，2010，13-47页
[4]高翔.数字化升压站应用技术[M].北京：中国电力出版社，2010，14-85页
【关键词】 升压站，自动控制系统，应用
一、前言
升压站是电力系统中的重要组成部分，是连接电厂和供电系统的重要枢纽。如果升压站出现故障，那么维护起来将会十分困难。因此自动控制系统的应用对于升压站的日常维护，故障排除有着很大的作用，同时可以增加电厂的自动化水平，提高科技化进程。
二、电气自动控制系统的概述
1.电气自动控制系统的概念
电气自动控制就是为了达到特定的控制目的，在没有人直接參与的情况下，使用检测仪表和其他的控制设备装置对机器或者某一过程进行控制。一个电气自动控制系统可以分为控制器和控制对象这两部分，其中控制器是指控制机器或者过程的整套自动化的设备和仪表；控制对象则是指被控制的机器设备或过程。在控制过程中需要各种相关的数据参数作为控制用的参考数据，或者叫做被控参数。控制器和控制对象之间具有对应的变化规律，可称为系统的输入和系统的输出。
2.电气自动控制系统的性能要求
对于电气自动控制系统的性能，大致可以概括为以下两个方面：一是跟随输入，即电气自动控制系统的输出参量应该跟随着系统的输入参量而变化，比如弧焊机器人末端跟踪焊缝轨迹的控制系统，就要求控制器的输出可以做到跟踪输入轨迹来变化。另一个性能要求就是抗干扰，在进行电气自动控制过程中，难免会受到外界因素的影响，导致控制系统的输出参量产生一些偏差。所以为了保证控制系统能够正确无误地输出数据，就要保证其具有一定的抗干扰能力。
3.电气自动控制系统的分类
按照控制系统的结构分类，电气自动控制系统可分为开环控制系统、闭环控制系统和复合式控制系统；若是按照电气自动控制系统的任务分类，则可以分成调节系统、随动控制系统和程序控制系统；按照电气自动控制系统的数学模型分类，则可以分为线性控制系统和非线性控制系统，其中又包含时变和非时变的系统；按照电气自动控制系统的信号进行分类，则可以分为连续控制系统和离散控制系统。除此之外，还可以根据系统的变量、规模、系统智能化程度等进行分类。
三、升压站自动控制系统的技术特点
与传统的升压站相比，升压站自动控制系统在功能逻辑上分为站控层、间隔层和过程层。站控层由主机、操作员站、远动通信装置、保护故障信息柜及其他各种功能站构成，提供站内运行的人际联系界面，实现管理控制间隔层、过程层设备等功能。间隔层由保护、测控、计量、相量测量等若干子系统组成，在站控层及网络失效情况下，仍能独立完成间隔层设备的就地监控功能。过程层由互感器、合并单元、智能终端等构成，完成与一次设备相关的功能。
升压站自动控制系统主要有以下三个技术特点。
1.一次设备的智能化。
一次电气设备主要包括电子式电流电压互感器、智能型断路器隔离开关以及其他电气辅助设备等。一次设备与二次设备的接口由原来的继电器缆等模式转化为光电数字接口，且接口满足相关的标准，能够被通用二次设备所访问外，智能化的一次设备还能对设备本身进行完善的实时信息记录和检测，把其健康状态、运行模式等信息直接以数字信息提供。
2.二次设备的网络化。
常规升压站的智能二次设备，如：保护装置、测控设备、电能质量检测设备等不再以相互独立简单耦合的方式互联，而均采用以太网方式平行连接，接口方式、接口标准高度统一，实现数据、资源的高度，这种接口标准就是IEC61850，从而使网络构成更加简单高效。
3.自动运行管理系统化。
常规升压站的自动化系统主要实现了系统运行管理的自动化，而升压站自动控制系统可以通过光纤获得采样值信息、设备状态信息，操作指令等，所有一次、二次设备均具备完善的自检和互检功能，这样就将站内的“定期检修”改变为“状态检修”，提高了设备的可靠性和可用系数，延长设备寿命，降低运行检修费用，改善设备运行性能，提高了经济效益。
四、升压站自动控制系统系统的典型结构
1.分散式结构
升压站综合自动化系统的分散式结构是指按升压站的控制对象和控制层次设置二层分布控制系统结构：即就地单元控制级（段级）和全站控制级（站级）。这种结构具有可靠性高、可扩展性和开放性强的优点。通过采用这种结构，升压站能够大大减少站内二次设备所需要的用电缆，节约了投资。
2.分布式结构
分布式结构的主要是用主、从CPU多台计算机来完成升压站自动化系统的工作。通过这样的工作方式，各功能系统实现了数据通信，解决了CPU运算处理并行多发事件的瓶颈问题。这种分布式的结构在低、中压的升压站比较常用。
3.集中式结构
集中式结构一般采用性能比较强的计算机采集、计算和处理升压站的数据量信息和模拟量信息，并且分别进行微机保护、微机监控和自动控制。这种结构的升压站综合自动化系统体积小、造价低，但也存在系统处理能力有限，可扩展性、可维护性和抗干扰能力较差的不足。
五、升压站自动控制系统的具体设计分析
1.升压站综合自动化系统监控的设计
设计人员在对升压站综合自动化系统监控进行设计时，通常是采用光电隔离板和驱动接口子系统，在每个单元上设计一个经光电隔离的串行通信接口，如常用的是RS232或RS422接口，再通过后台机、网卡、调制解调器等设备与远方调度控制中心进行通信处理，整个监控系统，具备“四遥”功能，可以对电能脉冲进行自主采集、自主处理和自主远程传递的功能，除此外还能对远程传递的直流电源系统发出的报警信号进行收集，进而辅助系统实现监控报警以及故障检测。做到友好的人机界面，在调度中心就可以对升压站运行情况进行直观监视，方便工作人员操作。
2.升压站综合自动化电气主接线方面的设计
对于升压站来说，在进行综合自动化电气主接线方面的设计方面，首先要考虑升压站用户端的电源情况及负荷水平问题，实现综合自动化设计的同时，最大限度地控制工程投资，具体说来一是简化升压站主接线方案和思路。设计中最应注意的一点就是要将变电所和10kV电压等级母线线路均采取单母线，不分段的方式进行接线处理，让升压站母线线路通过高压电缆进行连接，也就是我们常说的隔板设计。这种设计方式的最大好处就在于在进行停电检修过程中，能够具备明显的断开功能，确保线路检修工作的安全可靠。
3.升压站综合自动化电量信息采集的设计
在对升压站综合自动化进行电度量采集设计时，要考虑到所有的电量的测量要采用交流采集方式来进行采样，一般采用精密电压和电流传感器作为采用元件，这样就可以实现电压、电流、无功、有功、频率等综合自动化测量。
4.升压站综合自动化微机保护的设计
通常在进行升压站综合自动化微机保护设计时，一切从节约投资成本出发，将微机保护与远程监控合为一屏，在线路上采用带时限流和速断保护操作，利用负荷定值，实现负荷监控。再有微机保护的设计可以及时对故障信息进行远程查询、修改和重新下发正确的保护定值，能够保证主站信息全面精准地接受系统各部位传递给主站的信息。
六、结束语
升压站自动控制系统的建设有利于推进电厂的智能化水平。相比传统的控制方式，自动控制系统更为简单、高效。因此自动控制系统在升压站的应用是未来推进智能电网升级发展的必经之路。
参考文献：
[1]李瑞生，李燕斌，周逢权.升压站自动控制系统功能架构及设计原则[J].电力系统保护与控制，2012，24-27页
[2]王冬青，李刚，何飞跃.升压站自动控制系统一体化信息平台的设计[J].电网技术，2011，20-25页
[3]易永辉.基于工EC61850标准的升压站自动化若干关键技术研究[D].杭州：浙江大学，2010，13-47页
[4]高翔.数字化升压站应用技术[M].北京：中国电力出版社，2010，14-85页