变电站综合自动化技术的现状与发展趋势论文

　　摘要：本文对变电站自动化技术的发展过程和现状作了论述和分析。提出了变电站自动化发展趋势。变电站自动化技术在城农网建设改造工作中，无论从其技术性、重要性、投资数和任务量占有相当的地位，为此阐写本文与读者探讨。

　　关键词：变电站;综合自动化;发展趋势

　　一、目前国内变电站自动化技术

　　变电站综合自动化的发展历程按时间顺序可将变电站自动化系统的发展历程分成叁个阶段：

　　第一阶段面向功能设计的集中式RTU加常规保护模式(始于20世纪80年代);

　　第二阶段面向功能设计的分布式测控装置加微机保护模式(始于20世纪90年代)：

　　第叁阶段面向间隔、对象设计的分层分布式结构模式(始于20世纪90年代末期)，是当前最为普遍的一种模式。

　　(一)现场单元功能与性能

　　在全分散式变电站自动化系统中，特点之一是以变电站一次设备(如高低压开关等)为单位，在一次设备现场配置监控和保护的现场输入输出荤元。如前节所述，现场单元可以是监控和保护二合一装置，亦可以保持相对独立，但有一点是共同的，就是现场单元要求能独立完成监控和保护的功能。

　　监控现场单元的基本功能为遥测量采集及计算，遥信采集及处理，电能脉冲采集及累计，遥控命令接收与执行，对关键芯片的定时自检，与保护单元的通信(当与保护单元保持相对独立时)，当地显示。

　　保护现场单元的基本功能为根据安装单位的继电保护配置完成保护功能，接收与执行后台机下发的保护定值修改，自检功能，发送保护装置的工作信息、告警信息、动作信息、自检信息，与上级对时，接收与发送上级对保护装置整定值和测量值的查询，保护装置复归，当地显示。

　　(二)网络结构与通信

　　在变电站自动化系统中常用的串行通信接口RS-232C，RS-422/485虽有接口标准化、规范化和多数智能单元IED接口方便的优点，但不足之处是RS-232C通信有效距离短(15m)，而RS-485总线为主从结构，主接点工作繁忙时，影响系统性能和可靠性。

　　因此在变电站自动化向分散式系统发展时，采用计算机网络的优点来替代传统串口通信成为一种趋向。

　　计算机网络内计算机之间是相互独立的和平等的(Peer to Peer)，目前国内推出的系统采用较多的是现场总线型通信方式，如CAN及Lon-Works。现场总线网是一种多点共享的广播通信信道网，较点对点通信信道网(星形网)为优，各结点连在一条总线上(亦可采用冗余总线)，不象星形网二结点间通信需通过中心结点。

　　二、变电站综合自动化技术的发展趋势

　　变电站自动化系统无论国内外均是向全分散式系统发展，并与计算机技术、网络技术和通信新技术紧密联结，未来变电站自动化新技术动向主要有以下几方面。

　　(一)系统结构

　　从变电站自动化系统的设计思想角度来看，设计者对变电站测控的看法已实现从局部到整体的转化。目前的变电站自动化系统中，面向对象技术已成为一个十分流行的趋势，即不单纯考虑某一个量，而是为某一设备配备完备的保护和监控功能装置，以完成特定的功能，从而保证了系统的分布式开放性。

　　设计思想的发展导致了系统结构的发展，塬先的自动化系统基本只能集中配屏，由于面向对象设计思想的深入以及一次设备的整体化设计，系统结构将由集中式向部分分散式或全分散式发展，变电站内可能将不再具有规模庞大的测控屏以及大量连接信号源和测控屏之间的铜芯电缆，全部测控装置下放在就地，实现所有功能，而在控制室，取而代之的是一个计算机显示器甚至仅为一台临时监视、操作使用的便携机。

　　(二)通信及规约

　　一个典型的变电站自动化系统，可分为叁个层次，(如图1所示)。叁个层次分别为：

　　①现场I/0层，用于和现场一次设备的信号和控制相连;

　　②通信层，完成上位I(Workstation)和数据终端设备(DCU)的数据和命令传;