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摘要:
近年来,随着电网的深入改造和运行水平的提高,大量采用远方集中监视、控制等变电站综合自动化系统,不仅提高了劳动生产率,而且也减少了人为误操作的可能。采用变电站综合自动化技术是计算机和通信技术应用的方向,也是电网发展的趋势,但同样也不可避免的带来了一些问题,如变电站综合自动化系统的技术标准问题,以及运行和检修的管理体制等问题。
关键词:
变电站综合自动化系统;站内监控功能;通信规约;设备选型。
Abstract: Integrated substation automation technology is the direction of computer and communication technology applications and the trend of network development, but also inevitably brings about some problems, such as technical standards for substation automation system, as well as operation and maintenance management system problem.
Keywords:substation automation system; station monitoring capabilities; communication protocol; equipment selection
中圖分类号:TP271中图分类号: 文献标识码: A 文章编号:
引言:
变电站综合自动化系统自20世纪90年代以来,一直是我国电力行业中的热点之一。它既是电力建设的需要也是市场的需要,我国每年变电站的数量以3%~5%的速度增长,每年有千百座新建变电站投入运行;同时根据电网的要求,每年又有不少变电站进行技术改造,以提高自动化水平。近几年来我国变电站综合自动化技术,无论从国外引进的,还是国内自行开发研制的系统,在技术和数量上都有显著的发展。
但工程实际当中,部分变电站综合自动化系统功能还不能充分发挥出来,存在问题较多,缺陷率很高,不能实现真正的无人值班。
正文:
一、技术标准问题
目前变电站综合自动化系统的设计还没有统一标准,因此标准问题(其中包括技术标准、自动化系统模式、管理标准等问题)是当前迫切需要解决的问题。
1.1生产厂商的问题
由于变电站综合自动化设备的生产厂商过分重视经济利益,用户有过分追求技术含量,而不重视产品的性能及实用性,因而一些技术含量虽较高,但产品并不过关,甚至结构、可能性很差的所谓高技术产品不断被使用。厂商只要有人买就生产,改进的积极性不高,甚至有些产品生产过程中缺乏起码的质量保证措施,有些外购部件更是缺乏管理,因而导致部分投产的变电站问题较多;另外,生产厂商对变电站综合自动化系统的功能、作用、结构及各项技术性能指标的宣传和介绍不够,导致电力企业内部专业人员对系统认识不透彻,造成设计漏洞较多。
1.2 不同产品的接口问题
接口是综合自动化系统中非常重要而又长期以来未得到妥善解决的问题之一,包括RTU、保护、小电流接地装置、故障滤波、无功装置等与通信控制器、通信控制器与主站、通信控制器与模拟盘等设备之间的通信。这些不同厂商的产品要在数据接口方面沟通,,需花费软件人员很大精力去协调数据格式、通信规约等问题。当不同厂商的产品、种类很多时,问题会很严重。如果所有厂商的自动化产品的数据接口遵循统一的、开放的数据接口标准,则上述问题可得到圆满解决,用户可以根据各种产品的特点进行选择,以满足自身的使用要求。
1.3 抗干扰问题
关于变电站综合自动化系统的抗干扰问题,亦即所谓的电磁兼容问题,是一个非常重要然而却常常被忽视的方面。传统上的变电站综合自动化设备出厂时抗干扰试验手段相当原始,仅仅做一些开关、电焊机、风扇、手提电话等定性试验,到现场后往往也只加上开合断路器的试验,一直没有一个定量的指标,这是一个极大的隐患。
变电站综合自动化系统的抗干扰措施是保证综合自动化系统可靠和稳定运行的基础,选择时应注意,合格的自动化产品,除满足一般检验项目外,主要还应通过四项电磁兼容试验,分别是:1MHz脉冲干扰试验、静电放电干扰试验、辐射电磁场干扰试验、快速瞬变干扰试验。
1.4 传输规约和传输网络的选择问题
变电站和调度中心之间的传输规约,目前国内各个地方情况不统一,变电站和调度中心之间的信息传输采用各种形式的规约,如部颁CDT、SC-1801、DNP3.0等。
1995年IEC为了在兼容的设备之间达到互换的目的,颁布了IEC60870-5-101传输规约,为了使我国尽快采用远动传输的国际标准,1997年原电力部颁布了国际101规约的国内版本DL/T 634-1997,并在1998年的桂林会议上进行了发布。该规约为调度端和站端之间的信息传输制定了标准,今后站端变电站综合自动化设备与远方调度传输协议应采用101规约。
站内局域网的通信规约。目前许多生产厂商各自为政,造成了不同厂商设备通信连接的困难和以后维护的隐患。
1997年IEC颁布了IEC60870-5-103规约,国家经贸委在1999年颁布了国际103规约的国内版本DL/T 667-1999,并在2000年的南昌会议上进行了发布,103规约为继电保护和间隔层(IED)设备与变电站层设备间的数据通信传输规定了标准,今后变电站综合自动化系统站内协议要求采用103规约。
上述的三个标准即常说的101、102、103协议,运用于三层参考模型(EPA)即物理层、链路层、应用层结构之上,是相当一段时间里指导变电站综合自动化技术发展的三个重要标准。这些国际标准是按照非平衡式和平衡式传输远东信息的需要制定的,完全能满足电力系统中各种网络拓补结构,将得到广泛应用。
二、组织模式选择的问题
变电站综合自动化系统实现的方案随着变电站的规模、复杂性、变电站在电力系统的重要地位、所要求的可靠性以及变电层和过程层总线的数据流率的不同而变化。如果一个变电站综合自动化系统模式选择合适的话,不仅可以节省投资、节约材料,而且由于系统功能全、质量高、其可靠性高、可信度大,更便于运行操作。因此,把好变电站综合自动化系统的选择关,意义十分重大。
目前应用较广泛的变电站综合自动化系统的结构形式主要有集中式、分散与集中相结合和全分散式三种类型。现将三种结构形式的特点简述如下。
集中式: 集中式结构的变电站综合自动化系统是指采用不同档次的计算机,扩展其外围接口电路,集中采集变电站的模拟量、开关量和数字量等信息,集中进行计算与处理,分别完成微机控制、微机保护和一些自动控制等功能。这种系统结构紧凑、体积小、可减少占地面积、造价低,适合于对35KV或规模较小的变电站,但运行可靠性较差,组态不灵活。
分散与集中相结合:分散与集中相结合的变电站综合自动化系统是将配电线路的保护和测控单元分散安装在开关柜内,而高压线路和主变压器保护装置等采用集中组屏的系统结构,此结构形式较常用。
全分散式:全分散式的变电站综合自动化系统是以一次主设备如开关、变压器、母线等为安装单位,将控制、I/0、闭锁、保护等单元分散,就地安装在一次主设备屏(柜)上。站控单元通过串行口与各一次设备相连,并与管理机和远方调度中心通信。
上述三种结构形式,虽有时间先后,但并不存在前后替代的情况,变电站结构形式的选择应根据各种系统特点和变电站的实际情况,予以选配。
三、变电站综合自动化系统管理体制问题
变电站综合自动化系统的建设,使得继电保护、远动、计量、变电运行等各专业相互渗透,传统的技术分工、专业管理已经不能适应变电站综合自动化技术的发展,变电站远动与保护专业虽然有明确的专业设备划分,但其内部联系已经成为不可分割的整体,一旦有设备缺陷均需要两个专业同时到达现场检查分析。在管理体制上,变电站综合自动化设备的运行、检修、检测,尤其是远动系统的实时性、遥测精度、遥信变位响应速度、信号复归和事故总信号等问题仍需要规范和加强;对传动实验及通道联测的实现、软件资料备份等问题提出了新的课题内容。
四、运行维护人员水平不高问题
要想维护、管理好变电站综合自动化系统,首先要成立一支专业化的队伍,培养出一批能跨学科的复合型人才,加宽相关专业之间的了解和学习。
结束语:
近年来,通信技术和计算机技术的迅猛发展,给变电站综合自动化技术水平的提高注入了新的活力,变电站综合自动化技术正朝着网络化、综合智能化、多媒体话的方向发展。
鉴于变电站综合自动化系统当前还缺乏一个统一的国家标准,这就需要与之相关的各岗位的电力工作者在实际操作过程中不断总结经验,找到其规律性,不能因循守旧,而应根据具体情况,遵循科学、严谨的工作原则,用发展的眼光来进行变电站综合自动化系统的建设,以保证电网安全、经济、优质的运行。
参考文献
⑴ 龚强, 王津. 《地区电网调度自动化技术与应用》中国电力出版社,2005
⑵张继雄. 《变电站自动化系统选型中应注意的问题》 内蒙古电力技术,2005.
近年来,随着电网的深入改造和运行水平的提高,大量采用远方集中监视、控制等变电站综合自动化系统,不仅提高了劳动生产率,而且也减少了人为误操作的可能。采用变电站综合自动化技术是计算机和通信技术应用的方向,也是电网发展的趋势,但同样也不可避免的带来了一些问题,如变电站综合自动化系统的技术标准问题,以及运行和检修的管理体制等问题。
关键词:
变电站综合自动化系统;站内监控功能;通信规约;设备选型。
Abstract: Integrated substation automation technology is the direction of computer and communication technology applications and the trend of network development, but also inevitably brings about some problems, such as technical standards for substation automation system, as well as operation and maintenance management system problem.
Keywords:substation automation system; station monitoring capabilities; communication protocol; equipment selection
中圖分类号:TP271中图分类号: 文献标识码: A 文章编号:
引言:
变电站综合自动化系统自20世纪90年代以来,一直是我国电力行业中的热点之一。它既是电力建设的需要也是市场的需要,我国每年变电站的数量以3%~5%的速度增长,每年有千百座新建变电站投入运行;同时根据电网的要求,每年又有不少变电站进行技术改造,以提高自动化水平。近几年来我国变电站综合自动化技术,无论从国外引进的,还是国内自行开发研制的系统,在技术和数量上都有显著的发展。
但工程实际当中,部分变电站综合自动化系统功能还不能充分发挥出来,存在问题较多,缺陷率很高,不能实现真正的无人值班。
正文:
一、技术标准问题
目前变电站综合自动化系统的设计还没有统一标准,因此标准问题(其中包括技术标准、自动化系统模式、管理标准等问题)是当前迫切需要解决的问题。
1.1生产厂商的问题
由于变电站综合自动化设备的生产厂商过分重视经济利益,用户有过分追求技术含量,而不重视产品的性能及实用性,因而一些技术含量虽较高,但产品并不过关,甚至结构、可能性很差的所谓高技术产品不断被使用。厂商只要有人买就生产,改进的积极性不高,甚至有些产品生产过程中缺乏起码的质量保证措施,有些外购部件更是缺乏管理,因而导致部分投产的变电站问题较多;另外,生产厂商对变电站综合自动化系统的功能、作用、结构及各项技术性能指标的宣传和介绍不够,导致电力企业内部专业人员对系统认识不透彻,造成设计漏洞较多。
1.2 不同产品的接口问题
接口是综合自动化系统中非常重要而又长期以来未得到妥善解决的问题之一,包括RTU、保护、小电流接地装置、故障滤波、无功装置等与通信控制器、通信控制器与主站、通信控制器与模拟盘等设备之间的通信。这些不同厂商的产品要在数据接口方面沟通,,需花费软件人员很大精力去协调数据格式、通信规约等问题。当不同厂商的产品、种类很多时,问题会很严重。如果所有厂商的自动化产品的数据接口遵循统一的、开放的数据接口标准,则上述问题可得到圆满解决,用户可以根据各种产品的特点进行选择,以满足自身的使用要求。
1.3 抗干扰问题
关于变电站综合自动化系统的抗干扰问题,亦即所谓的电磁兼容问题,是一个非常重要然而却常常被忽视的方面。传统上的变电站综合自动化设备出厂时抗干扰试验手段相当原始,仅仅做一些开关、电焊机、风扇、手提电话等定性试验,到现场后往往也只加上开合断路器的试验,一直没有一个定量的指标,这是一个极大的隐患。
变电站综合自动化系统的抗干扰措施是保证综合自动化系统可靠和稳定运行的基础,选择时应注意,合格的自动化产品,除满足一般检验项目外,主要还应通过四项电磁兼容试验,分别是:1MHz脉冲干扰试验、静电放电干扰试验、辐射电磁场干扰试验、快速瞬变干扰试验。
1.4 传输规约和传输网络的选择问题
变电站和调度中心之间的传输规约,目前国内各个地方情况不统一,变电站和调度中心之间的信息传输采用各种形式的规约,如部颁CDT、SC-1801、DNP3.0等。
1995年IEC为了在兼容的设备之间达到互换的目的,颁布了IEC60870-5-101传输规约,为了使我国尽快采用远动传输的国际标准,1997年原电力部颁布了国际101规约的国内版本DL/T 634-1997,并在1998年的桂林会议上进行了发布。该规约为调度端和站端之间的信息传输制定了标准,今后站端变电站综合自动化设备与远方调度传输协议应采用101规约。
站内局域网的通信规约。目前许多生产厂商各自为政,造成了不同厂商设备通信连接的困难和以后维护的隐患。
1997年IEC颁布了IEC60870-5-103规约,国家经贸委在1999年颁布了国际103规约的国内版本DL/T 667-1999,并在2000年的南昌会议上进行了发布,103规约为继电保护和间隔层(IED)设备与变电站层设备间的数据通信传输规定了标准,今后变电站综合自动化系统站内协议要求采用103规约。
上述的三个标准即常说的101、102、103协议,运用于三层参考模型(EPA)即物理层、链路层、应用层结构之上,是相当一段时间里指导变电站综合自动化技术发展的三个重要标准。这些国际标准是按照非平衡式和平衡式传输远东信息的需要制定的,完全能满足电力系统中各种网络拓补结构,将得到广泛应用。
二、组织模式选择的问题
变电站综合自动化系统实现的方案随着变电站的规模、复杂性、变电站在电力系统的重要地位、所要求的可靠性以及变电层和过程层总线的数据流率的不同而变化。如果一个变电站综合自动化系统模式选择合适的话,不仅可以节省投资、节约材料,而且由于系统功能全、质量高、其可靠性高、可信度大,更便于运行操作。因此,把好变电站综合自动化系统的选择关,意义十分重大。
目前应用较广泛的变电站综合自动化系统的结构形式主要有集中式、分散与集中相结合和全分散式三种类型。现将三种结构形式的特点简述如下。
集中式: 集中式结构的变电站综合自动化系统是指采用不同档次的计算机,扩展其外围接口电路,集中采集变电站的模拟量、开关量和数字量等信息,集中进行计算与处理,分别完成微机控制、微机保护和一些自动控制等功能。这种系统结构紧凑、体积小、可减少占地面积、造价低,适合于对35KV或规模较小的变电站,但运行可靠性较差,组态不灵活。
分散与集中相结合:分散与集中相结合的变电站综合自动化系统是将配电线路的保护和测控单元分散安装在开关柜内,而高压线路和主变压器保护装置等采用集中组屏的系统结构,此结构形式较常用。
全分散式:全分散式的变电站综合自动化系统是以一次主设备如开关、变压器、母线等为安装单位,将控制、I/0、闭锁、保护等单元分散,就地安装在一次主设备屏(柜)上。站控单元通过串行口与各一次设备相连,并与管理机和远方调度中心通信。
上述三种结构形式,虽有时间先后,但并不存在前后替代的情况,变电站结构形式的选择应根据各种系统特点和变电站的实际情况,予以选配。
三、变电站综合自动化系统管理体制问题
变电站综合自动化系统的建设,使得继电保护、远动、计量、变电运行等各专业相互渗透,传统的技术分工、专业管理已经不能适应变电站综合自动化技术的发展,变电站远动与保护专业虽然有明确的专业设备划分,但其内部联系已经成为不可分割的整体,一旦有设备缺陷均需要两个专业同时到达现场检查分析。在管理体制上,变电站综合自动化设备的运行、检修、检测,尤其是远动系统的实时性、遥测精度、遥信变位响应速度、信号复归和事故总信号等问题仍需要规范和加强;对传动实验及通道联测的实现、软件资料备份等问题提出了新的课题内容。
四、运行维护人员水平不高问题
要想维护、管理好变电站综合自动化系统,首先要成立一支专业化的队伍,培养出一批能跨学科的复合型人才,加宽相关专业之间的了解和学习。
结束语:
近年来,通信技术和计算机技术的迅猛发展,给变电站综合自动化技术水平的提高注入了新的活力,变电站综合自动化技术正朝着网络化、综合智能化、多媒体话的方向发展。
鉴于变电站综合自动化系统当前还缺乏一个统一的国家标准,这就需要与之相关的各岗位的电力工作者在实际操作过程中不断总结经验,找到其规律性,不能因循守旧,而应根据具体情况,遵循科学、严谨的工作原则,用发展的眼光来进行变电站综合自动化系统的建设,以保证电网安全、经济、优质的运行。
参考文献
⑴ 龚强, 王津. 《地区电网调度自动化技术与应用》中国电力出版社,2005
⑵张继雄. 《变电站自动化系统选型中应注意的问题》 内蒙古电力技术,2005.