我国变电站自动化系统问题探析

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1、我国变电站自动化系统问题探析摘要：介绍了变电站发展过程中的一个重要阶段——变电站自动化系统技术，探讨了变电站自动化系统在实际运行中遇到的种种问题，为变电站自动化系统技术的进一步发展指明了研究方向。关键词：变电站自动化；自动化系统；信息设备；可操作性；可拓展性中图分类号：TM76文献标识码：A文章编号：1009-8631（2012）06-0084-011引言二十世纪九十年代以来变电站自动化系统技术得到了快速发展，构成了电网调度自动化系统的重要组成部分，随着变电站自动化系统应用范围的拓展，常规变电站自动化系统逐渐显露出“技术瓶颈”。微电子技术、光电技术、网络通信等现代技术的发展，使

2、变电站自动化系统面临了一个崭新的发展机遇，数字化变电站关键技术将能有效地突破常规变电站自动化系统的“技术瓶颈”。2常规变电站自动化系统存在的问题5常规变电站自动化系统应用的特点是变电站二次系统采用单元间隔的布置形式，装置之间相对独立，二次回路线路长，所接设备多、负载重，在现场可以看到反应同一个电流的位置上安装了一串不同型号不同类型的TA以提高负载能力，常规变电站大量二次电缆的存在造成了变电站运行中的安全隐患。常规变电站自动化系统主要有以下几方面的问题：2.1信息难以共享。变电站自动化系统接入的信息大致可以分为电力系统运行信息、如电流、电压、频率等；变电站设备运行状态信息，如一次

3、设备、二次设备是否投运等；变电站设备异常信息，如测控装置异常，保护装置直流失却等；电网事故信息，如断路器、保护动作跳闸等。由于信息采集部分来自于不同的TA，因此，作为变电站自动化系统应用主要环节的测控、保护、故障录波器等系统信息的应用、处理分属于不同的专业管理部门，不同的IED以功能划分，独立运行，变电站自动化系统、变电站与控制中心之间的通信以及控制中心层面不同应用之间缺乏统一的建模规范。来自不同信息采集单元的设备信息无法共享，形成了各种“信息孤岛”现象。52.2设备不具备互操作性。在变电站自动化系统发展初期，人们就期待解决不同生产厂一家二次设备之间的互操作性，甚至互换性，这里

4、所讨论设备之间的互操作性是指二次IED设备，在同一个网络上或通信通道上能够工作，实现共享信息和命令的能力。这些IED还应具有互换性，也就是说，一个厂家的IED可用另一个厂家的IED替换，而不需要改变系统中其它元件。由于二次设备缺乏统一的功能和接口规范，通信标准的采用缺乏一致性，各厂家对于相同规约实现上的差异，至今不能实现不同厂家IED之间的互操作。通信标准对二次设备互操作性影响表现在三个方面。首先，规约制定、执行具有一定的滞后性，90年代初期为了实现各种IED之间互操作，国际电工组织IECTC57和IECTC95成立了联合工作组，开始制定IEc6087o系列标准，直到2004年

5、才完成IEc60870一5系列标准，IEC60870一5系列规约的发展经过了10年的时间。九十年代中期分层分布式变电站自动化系统开始在我国电力系统得到推广和应用，国内1999年等同采用IEC6O870一5系列规约，规约标准化的实施滞后于国内分层分布式变电站自动化系统的应用。目前大量在我国电力系统运行的变电站自动化系统，二次IED设备之间的互连是厂家之间根据工程要求制定相应的“厂方协议”来实现的。不同的设备厂家之间、应用于不同地区乃至同一地区不同时期的变电站自动化系统，其IED之间的互连协议都可能存在差别，这种差别严重妨碍了厂‘家IED之间的互操作性。其次是规约与网络通信机制不一

6、致。变电站5自动化系统站内大量保护设备采用的IEC60870-5-103标准是基于RS232/485串行通信，其本质上是一种问答式规约。2000年以后各厂家推出的第二代分层分布式变电站自动化系统是基于网络通信的，不能完全采用IEC6O87O-5-103标准。为了提高系统重要信息的实时响应速度，需要增加IED主动传输重要事件的通信机制，不同厂家实现这一机制的技术方案也存在相当差异，这些都妨碍了IED的互操作性。最后是规约结构上的不完整性。IEC制定IEc6O870-5-103标准时提出了IED通过采用通用报文来实现“自我描述”的概念，但标准缺乏通用报文具体应用时的指导性规范。为了

7、考虑标准与此前开发并已实际应用的IED设备相兼容，在等同采用IEC标准时相应的电力行业标准在其附录中补充了很多不符合互操作性原则的专用报文，因此，没有很好地解决互操作性问题。2.3系统的可扩展性差。按照莫尔定律，计算机芯片的集成度每18个月翻一番，随着IT技术的迅猛发展，与变电站自动化系统相关的通信、嵌入式应用等技术的更新速度比变电站自动化系统(一般认为其更新周期应在12年以上)的更新速度快得多。由于互操作性和信息模型等原因，现有的变电站自动化系统在系统扩展或设备部分更新时需要付出很大的附加