陳凱

【摘 要】從電力綜合自動化系統(tǒng)建設(shè)的實際情況來看，雖然系統(tǒng)的建設(shè)初見功效，電網(wǎng)系統(tǒng)的運行效率得到了一定的提升，但電力綜合自動化系統(tǒng)的建設(shè)仍然面臨諸多的技術(shù)和管理問題，這說明在未來一段時間，電力綜合自動化系統(tǒng)建設(shè)將面臨更大的挑戰(zhàn)，需要通過不斷地探索和嘗試來優(yōu)化自動化系統(tǒng)建設(shè)的道路，以促進電力綜合自動化系統(tǒng)各項功能的充分實現(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】電力；綜合化系統(tǒng)；功能

1電力綜合自動化系統(tǒng)的概述

綜合自動化技術(shù)是多種技術(shù)共同組合形成的整體，要實現(xiàn)該技術(shù)，就必須立足于計算機技術(shù)這一基礎(chǔ)，構(gòu)建分層式架構(gòu)，并利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)充當(dāng)信息傳播的媒介，以達到控制自身的目標(biāo)。在綜合自動化控制技術(shù)中，計算機工作效率往往很高，能夠滿足運行過程中的數(shù)據(jù)運算和分析需求，并及時作出準(zhǔn)確判斷。借助于網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，綜合自動化控制技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對整個電網(wǎng)的有效管理，電力系統(tǒng)的各個項目和環(huán)境都囊括其中，并對整個電力系統(tǒng)實施無人化操作，許多人工操作不可避免的問題就能得到合理解決，比如，響應(yīng)遲緩、信息傳遞效率較低，判斷失誤等，都會影響變電站的電力調(diào)度。就綜合自動化技術(shù)系統(tǒng)而言，其功能模塊主要有：計算機以及單片機，這些設(shè)備一旦投入使用，就能為電力系統(tǒng)提供有效保護，提高系統(tǒng)獲取信息和數(shù)據(jù)的能力。同時，利用綜合自動化控制技術(shù)，還能編制出電壓報表，實現(xiàn)合理控制，負荷調(diào)整也能實現(xiàn)自動化操作，避免人為干預(yù)。更重要的是，能夠及時發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)存在的問題，并加以有效解決，為電力系統(tǒng)的安全運行提供了有效保障。

2電力綜合自動化系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1在變電站的應(yīng)用

變電站綜合自動化系統(tǒng)采用集中監(jiān)控、分散布置的模式，分層、分布式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在保證系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠的基礎(chǔ)上，使得系統(tǒng)實施、維護和擴展更方便、靈活。按照分層式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)主要由站內(nèi)主控層、通信管理層和現(xiàn)場設(shè)備層組成。站內(nèi)主控層主要由系統(tǒng)軟件、通信控制器、監(jiān)控工作站等設(shè)備組成，采用基于客戶機/服務(wù)器（Client/Server）模式的分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)集中控制室對各變電站內(nèi)供配電設(shè)備的監(jiān)視、操控、報警、統(tǒng)計、分析等功能，并負責(zé)綜合自動化系統(tǒng)與綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換。通信管理層主要由工業(yè)以太網(wǎng)交換機、智能通信控制器、綜合布線系統(tǒng)提供的通信鏈路和介質(zhì)等組成，具備數(shù)據(jù)采集、規(guī)約轉(zhuǎn)換、通信故障診斷、路由等功能，實現(xiàn)主控層與設(shè)備層之間的通信，是系統(tǒng)與其監(jiān)控對象的橋梁?，F(xiàn)場設(shè)備層是系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集來源，主要由微機綜合測控保護裝置、直流屏、智能儀表等設(shè)備組成，實現(xiàn)對現(xiàn)場基礎(chǔ)設(shè)備數(shù)據(jù)的采集、測量、分析、記錄等功能。

2.2在發(fā)電廠的應(yīng)用

結(jié)合我國發(fā)電廠電氣綜合自動化系統(tǒng)的現(xiàn)狀，在對其進行系統(tǒng)設(shè)計過程中采用了分層分布式架構(gòu)來實現(xiàn)對發(fā)電廠的監(jiān)控和運行管理。（1）間隔層。作為電氣綜合自動化系統(tǒng)的底層，間隔層主要是系統(tǒng)的控制和保護測控裝置。該層次實現(xiàn)了采集數(shù)據(jù)、保護以及預(yù)處理功能，并可以實現(xiàn)分布式的嵌入式8CADA的HMI服務(wù)。間隔層的設(shè)備在進行連接時，采用冗余現(xiàn)場總線接口，通過雙網(wǎng)連接實現(xiàn)了雙網(wǎng)運行，且可以實現(xiàn)雙網(wǎng)的無障礙切換。一旦其中一條網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題，系統(tǒng)仍然可以正常運行，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（2）監(jiān)控層。監(jiān)控層是電氣綜合自動化系統(tǒng)的功能核心。電氣綜合自動化系統(tǒng)的SCADA/HMI功能一般采用PowerView系統(tǒng)實現(xiàn)；保護管理功能則采用PMS實現(xiàn)。在進行監(jiān)控層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計時，采用雙以太網(wǎng)，根據(jù)發(fā)電廠的相關(guān)功能和數(shù)量進行設(shè)置。一般情況下，監(jiān)控層的主要功能是：對外完成對ECS系統(tǒng)、DCS系統(tǒng)和SIS系統(tǒng)的接口功能；對系統(tǒng)間隔層設(shè)備進行間隔和管理，并對系統(tǒng)本身進行自檢，查看是否存在故障。主要管理功能通過對系統(tǒng)的狀態(tài)、對間隔層的設(shè)備進行參數(shù)設(shè)定和修改實現(xiàn)的，并記錄、分析和管理歷史信息。自診斷功能則是借助監(jiān)控層實現(xiàn)對本身的設(shè)備運行狀態(tài)的檢查以及故障的診斷。

3優(yōu)化電力綜合自動化系統(tǒng)的相關(guān)策略

3.1制定統(tǒng)一的電力綜合自動化系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)

電力綜合自動化系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化運行是確保系統(tǒng)各項功能正常、穩(wěn)定發(fā)揮的前提和基礎(chǔ)。鑒于當(dāng)前電力綜合自動化系統(tǒng)運行過程中存在的標(biāo)準(zhǔn)化不高的問題，要從相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)制定著手來加以解決。首先，要確定適合各子系統(tǒng)連接的統(tǒng)一化的標(biāo)準(zhǔn)和接口，使各系統(tǒng)能夠更好地配合，確保電力綜合自動化系統(tǒng)秩序和效率的良好實現(xiàn)；其次，要在電力系統(tǒng)中配備各種防故障設(shè)備，確保各生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)的設(shè)備能夠達到統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；最后，各種設(shè)備生產(chǎn)廠商要根據(jù)電力綜合自動化系統(tǒng)開發(fā)的需要來對設(shè)備的參數(shù)進行調(diào)試，確保設(shè)備的性能達到最優(yōu)的標(biāo)準(zhǔn)。

3.2提升電力綜合自動化系統(tǒng)模式的科學(xué)性

首先需要注意的是，在對電力綜合自動化系統(tǒng)的組織模式進行設(shè)計時要嚴格遵循科學(xué)、合理、有效的原則，以系統(tǒng)的安全、平穩(wěn)運行為模式組建的基本條件和要求。其次，電力綜合自動化系統(tǒng)模式的構(gòu)建要做到因系統(tǒng)而異，即根據(jù)電力綜合自動化系統(tǒng)的功能要求來選擇合適的組織模式。從目前電力綜合自動化系統(tǒng)構(gòu)建的實際情況來看，可供選擇的組織模式主要有分布式設(shè)計、可擴展性與兼容性設(shè)計和簡單可靠設(shè)計三種模式。其中分布式設(shè)計主要是指所涉及的系統(tǒng)的控制、測量、保護、報警等信號均通過處理好的數(shù)據(jù)信號的形式傳遞給監(jiān)控計算機，并且處理數(shù)據(jù)的單元之間是一種相互獨立的關(guān)系，彼此之間不會產(chǎn)生相互的影響；而可擴展性與兼容性系統(tǒng)是指電力綜合自動化系統(tǒng)主要由標(biāo)準(zhǔn)化程度高的軟硬件組成，并配備有標(biāo)準(zhǔn)化的接口，確保用戶可以根據(jù)自己的需要來進行系統(tǒng)的靈活配置和使用；簡單可靠模式是指系統(tǒng)中的線路被大幅度地簡化為二次接線，借助多功能的繼電器來替代傳統(tǒng)的繼電器，從而使系統(tǒng)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)得以簡化。

4電力綜合自動化的發(fā)展方向

電力綜合自動化系統(tǒng)目前滿足了電力系統(tǒng)快速的運行狀態(tài)，為促進電力系統(tǒng)的更大發(fā)展，支持與日上升的供電需求，今后還會朝著多狀態(tài)運行的方向發(fā)展。要實現(xiàn)多狀態(tài)運行，電力綜合自動化系統(tǒng)必須滿足實時態(tài)、研究態(tài)和調(diào)試態(tài)的運行狀態(tài)。如此一來，便能實現(xiàn)電力系統(tǒng)中不同數(shù)據(jù)、圖形之間的快速轉(zhuǎn)換。首先是實時態(tài)。實時態(tài)為電網(wǎng)正常監(jiān)視狀態(tài)，在此狀態(tài)下可以實現(xiàn)電網(wǎng)當(dāng)前時態(tài)的監(jiān)視分析，運用各種電網(wǎng)分析工具協(xié)助進行電網(wǎng)的監(jiān)視、分析以及控制等。其次是研究態(tài)。在研究態(tài)下可以對系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行模擬測試，也可以在已有模型的基礎(chǔ)上進行數(shù)據(jù)模型的擴展，開展相應(yīng)的計算研究。可以隨時動態(tài)切換某個節(jié)點進入某個研究態(tài)，跳出某個時段的電網(wǎng)模型以及歷史反演數(shù)據(jù)，進行事故反演和分析。最后是調(diào)試態(tài)。調(diào)試態(tài)為新廠站投運或是新的軟件功能投入時的信息調(diào)試和功能調(diào)試，在調(diào)試態(tài)下進行的各種操作不能影響對電網(wǎng)的正常運行和監(jiān)視，在調(diào)試態(tài)下確定無誤后可以無縫地將相應(yīng)內(nèi)容部署到實時態(tài)下。

5結(jié)束語

綜上所述，電力綜合自動化系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)科學(xué)、合理、安全運行的重要保障性措施，是實現(xiàn)電網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)代化發(fā)展的推動性因素。而針對當(dāng)前電力綜合自動化系統(tǒng)建設(shè)處于初級階段所遭遇的各種問題和挑戰(zhàn)，要通過相關(guān)技術(shù)和管理手段的優(yōu)化提升來加以有效解決，從而保證整個電力綜合自動化系統(tǒng)功能的良好實現(xiàn)。

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[3]蘭延文. 基于通訊管理機的變電站綜合自動化系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[D].華北電力大學(xué)，2011.

（作者單位：國網(wǎng)冀北電力有限公司唐山供電公司）