浅谈提高变电站电力系统自动化技术

刘　珍

（四川蜀能电力有限公司成都蜀达分公司，四川 成都 610000）

【摘　要】变电站综合自动化系统正在发展，市场前景十分广阔，高新技术的应用和现场实际要求的有机结合，将促进变电站综合自动化技术更加完善。

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关键词 变电站；自动化技术；发展；问题；实现

0　引言

电力系统自动化指采用各种具有自动检测、决策和控制功能的装置并通过信号系统和数据传输系统对电力系统各个元件、局部系统或全系统进行就地或远方自动监视、协调、调节和控制以保证电力系统安全稳定健康地运行和具有合格的电能质量。在变电站自动化技术发展过程中，尤其是全分散式变电站自动化系统，以下技术关键是应该予以重点关注的。

1　系统结构与性能

1.1　系统性能特点：变电站综合自动化的监控和管理系统适应不同的工作环境，现场安装后可立即使用并稳定可靠运行。系统的软、硬件设备十分便于维护，各部件都具有自检和联机诊断校验的能力，为维护人员提供了完善的检测维护手段，包括在线的和离线的，都能准确!快速的进行故障定位，维护人员都能在现场自行处理。计算机监控和管理系统具有很高的可靠性(其平均无故障时间MTBF为：主要设备大于20000h，系统总体大于17000h。系统的软、硬件设备具有良好的容错能力。当各软、硬件功能与数据采集处理系统的通信出错，或当运行人员在操作时发生一般性错误时，均不引起系统的保护功能丧失或影响其它模块的正常运行。

1.2　信息采集方式：对一个较先进的变电站综合自动化系统而言，其信号采集应该是可以完全分散分布和下放的，因为只有这样才能最大限度地减少二次控制电缆，简化二次回路。特别是在 10kV变电站，可将测控部分合并在10kV保护装置内，根据模拟量对采样精度的不同要求，采用专用的电流输入口以接测量用。

1.3　网络结构与通信：分散分布式结构，各间隔层与站级层所有控制指令、数据传送、信息交换等都是通过计算机数字通信实现的。这就对承担数字通信的物理介质的可靠性、实时性提出了非常高的要求。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。

2　变电站电力系统自动化的技术发展途径

2.1　神经网络控制技术的应用：由于神经网络具有本质的非线性特性、并行处理能力、强鲁棒性以及自组织自学习的能力，所以受到人们的普遍关注。神经网络是由大量简单的神经元以一定的方式连接而成的。神经网络将大量的信息隐含在其连接权值上，根据一定的学习算法调节权值，使神经网络实现从m维空间到n维空间复杂的非线性映射。

2.2　模糊逻辑控制技术的应用：模糊方法使控制十分简单而易于掌握，在家用电器中也显示出优越性建立模型来实现控制是现代比较先进的方法，实践证明它有巨大的优越性!模糊控制理论的应用非常广泛。电热炉一般用恒温器来保持几档温度，以供烹饪者选用，模糊控制的方法很简单，输入量为温度及温度变化两个语言变量，每个语言的论域用&组语言变量互相跨接来描述。

2.3　专家系统控制技术的应用：专家系统在电力系统中的应用范围很广，包括对电力系统处于警告状态或紧急状态的辨识，提供紧急处理，系统恢复控制，非常慢的状态转换分析，切负荷，系统规划，电压无功控制，故障点的隔离，配电系统自动化，调度员培训，电力系统的短期负荷预报，静态与动态安全分析，以及先进的人机接口等方面!虽然专家系统在电力系统中得到了广泛的应用，但仍存在一定的局限性，如难以模仿电力专家的创造性。

2.4　线性最优控制技术的应用：最优控制是现代控制理论的一个重要组成部分，也是将最优化理论用于控制问题的一种体现。线性最优控制是目前诸多现代控制理论中应用最多，最成熟的一个分支。

3　国内变电站自动化技术发展存在的问题

3.1　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、故障录波、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。这些不同厂家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。

3.2　运行维护人员水平不高的问题：目前，变电站综合自动化系统绝大部分设备的维护依靠厂家，在专业管理上几乎没有专业队伍，出了设备缺陷即通知相应的厂家来处理，从而造成缺陷处理不及时等一系列问题。要想维护、管理好变电站综合自动化系统，首先要成立一只专业化的队伍，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。其次，变电站综合自动化专业的划分应尽快明确，杜绝各基层单位“谁都管但谁都不管”的现象。

4　变电站自动化系统应能实现的功能

4.1　微机保护：是对站内所有的电气设备进行保护，包括线路保护，变压器保护，母线保护，电容器保护及备自投，低频减载等安全自动装置。各类保护应具有下列功能：故障记录转贴于。存储多套定值。显示和当地修改定值。与监控系统通信。根据监控系统命令发送故障信息，动作序列。当前整定值及自诊断信号。接收监控系统选择或修改定值，校对时钟等命令。

4.2　数据采集及处理功能：包括状态数据，模拟数据和脉冲数据。状态量包括：断路器状态，隔离开关状态，变压器分接头信号及变电站一次设备告警信号、事故跳闸总信号、预告信号等。目前这些信号大部分采用光电隔离方式输入系统，也可通过通信方式获得。常规变电站采集的典型模拟量包括：各段母线电压、线路电压，电流和有功、无功功率值。

4.3　事件记录和故障录波测距：事件记录应包含保护动作序列记录，开关跳合记录。 变电站故障录波可根据需要采用两种方式实现，一是集中式配置专用故障录波器，并能与监控系统通信。另一种是分散型，即由微机保护装置兼作记录及测距计算，再将数字化的波型及测距结果送监控系统由监控系统存储和分析。

4.4　控制和操作功能：操作人员可通过后台机屏幕对断路器，隔离开关，变压器分接头，电容器组投切进行远方操作。为了防止系统故障时无法操作被控设备，在系统设计时应保留人工直接跳合闸手段。

4.5　系统的自诊断功能：系统内各插件应具有自诊断功能，并把数据送往后台机和远方调度中心。对装置本身实时自检功能，方便维护与维修，可对其各部分采用查询标准输入检测等方法实时检查，能快速发现装置内部的故障及缺陷，并给出提示，指出故障位置。

4.6　数据处理和记录：历史数据的形成和存储是数据处理的主要内容，它包括上一级调度中心，变电管理和保护专业要求的数据，主要有：①断路器动作次数；②断路器切除故障时截断容量和跳闸操作次数的累计数；③输电线路的有功、无功，变压器的有功、无功、母线电压定时记录的最大，最小值及其时间；④独立负荷有功、无功，每天的峰谷值及其时间；⑤控制操作及修改整定值的记录。

5　结语

电力系统自动化控制技术近年来得到了快速的发展，并在电力行业展示出其独有的魅力，自动化控制技术的改进和自动化元器件性能的提高，对电力系统的稳定性、安全性和经济性起重要的作用。

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参考文献

［１］杨奇逊.变电站综合自动化技术发展趋势[J].电力系统自动化，1995，19(10).

［２］王海猷，贺仁睦.变电站综合自动化监控主站的系统资源平衡[J].电网技术，1999.

［责任编辑：曹明明］