信息检索变电站综合自动化

1.课题分析当前，电力系统正向大容量、超高压、大机组、大电网的方向发展。随着电网规模的不断增大电压等级逐步升高，其对于整个电网运行的安全性、可靠性、经济性以及全电网管理水平的要求将越来越高，利用微机取代常规控制保护方式，实现变电站综合自动化进而实现无人值班，已成为各级电力部门的热门课题和共同追求；在全国各大电力系统中投运的微机控制和保护装置已很多，500KV、220KV的变电所皆已改造或正在改造为微机保护系统。按照国家电力公司对《电网建设与改造技术原则》的总体要求，凡是新建的变电所，电网的建设与改造要与调度自动化、配电网自动化、变电所无人值班、无功补偿优化综合起来，以逐步实现电网自动化，并淘汰集控保护装置。这种集控保护监视、控制、运动、直流五为一体的综合自动化装置，为电网安全可靠供电，经济运行，自动化管理形成了新格局，加速了电力系统现代化的进步。2.信息资源检索2.1通过试检索确定检索词并拟定检索式中文检索式：1.变电站自动化2.主题:(变电站自动化)*Date:2010-20153.全文：变电站自动化4.篇名：变电站自动化5.关键词：变电站自动化6.参考文献：变电站自动化7.创作者:(鞠阳)*作者单位:(南京工程学院)外文检索式：1.Substationautomation2.Substationautomation*Date:2010-2015中文信息资源检索检索式（结果数）资源类型检索工具期刊电子图书学位论文万方数据库主题:(变电站自动化)2853无此功能767主题:(变电站自动化)*Date:2010-20151599无此功能238中国知网全文：变电站自动化10582无此功能3521关键词：变电站自动化1399无此功能357读秀数据库变电站自动化4335232982外文信息资源检索检索结果检索式检索工具Substationautomation万方数据库1865中国知网1766维普网23.信息资源检索3.1变电站自动化的简介变电站自动化是将变电站的二次设备（包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等）经过功能的组合和优化设计，利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护，以及调度通信等综合性的自动化功能。变电站综合自动化系统，即利用多台微型计算机和大规模集成电路组成的自动化系统，代替常规的继电保护屏，改变常规的继电保护装置不能与外界通信的缺陷。因此，变电站综合自动化是自动化技术，计算机技术和通信技术等高科技在变电站领域的综合应用。变电站综合自动化系统可以采集到比较齐全的数据和信息，利用计算机的高速计算能力和逻辑判断功能，可方便地监视和控制变电站内各种设备的运行和操作。变电站综合自动化系统具有功能综合化、结构微机化、操作监视屏幕化、运行管理智能化等特征。3.2变电站自动化的研究3.2.1变电站自动化的结构模式变电站综合自动化系统的结构模式主要有集中式、集中分布式和分散分布式。1.集中式结构集中式一般采用功能较强的计算机并扩展其I/O接口，集中采集变电站的模拟量和数量等信息，集中进行计算和处理，分别完成微机监控，微机保护和自动控制等功能。集中式结构也并非指只由一台计算机完成保护、监控等全部功能。多数集中式结构的微机保护、微机监控和与调度等通信的功能也是由不同的微型计算机完成的，只是每台微型计算机承担的任务多些。例如监控机要担负数据采集、数据处理、断路器操作、人机联系等多项任务；担负微机保护的计算，可能一台微机要负责多回低压线路的保护等。2.分布式结构该系统结构的最大特点是将变电站自动化系统的功能分散给多台计算机来完成。分布式模式一般按功能设计，采用主从CPU系统工作方式，多CPU系统提高了处理并行多发事件的能力，解决了CPU运算处理的瓶颈问题。各功能模块(通常是多个CPU)之间采用网络技术或串行方式实现数据通信，选用具有优先级的网络系统较好地解决了数据传输的瓶颈问题，提高了系统的实时性。分布式结构方便系统扩展和维护，局部故障不影响其它模块正常运行。该模式在安装上可以形成集中组屏或分层组屏两种系统组态结构，较多地使用于中、低压变电站。3.分布分散(层)式结构分布分散式结构系统从逻辑上将变电站自动化系统划分为两层，即变电站层(站级测控单元)和间隔层(间隔单元)。也可分为三层，即变电站层、通信层和间隔层。该系统的主要特点是按照变电站的元件，断路器间隔进行设计。将变电站一个断路器间隔所需要的全部数据采集、保护和控制等功能集中由一个或几个智能化的测控单元完成。测控单元可直接放在断路器柜上或安装在断路器间隔附近，相互之间用光缆或特殊通信电缆连接。这种系统代表了现代变电站自动化技术发展的趋势，大幅度地减少了连接电缆，减少了电缆传送信息的电磁干扰，且具有很高的可靠性，比较好的实现了部分故障不相互影响，方便维护和扩展，大量现场工作可一次性地在设备制造厂家完成。3.2.2变电站自动化的基本功能变电站自动化系统包含多专业的综合性技术，它以微机为基础来实现对变电站传统的继电保护、控制方式、测量手段、通信和管理模式的全面技术改造，实现对电网运行管理的变革。变电站从一次设备、二次设备、继电保护、自动装置、载波通讯等与现代的计算机硬、软件系统和微波通信以及GIS组合电器等相结合，使变电站走向综合自动化和小型化。变电站综合自动化系统的基本功能主要体现在六个方面：1.监控子系统功能数据采集、事件顺序记录、故障测距和录波、控制功能、安全监视和人机联系功能。2.微机保护子系统功能通讯与测控方面的故障应不影响保护正常工作。微机保护还要求保护的CPU及电源均保持独立。3.自动控制子系统功能备用电源自动投入装置、故障录波装置等与微机保护子系统应具备各自的独立性。4.远动和通信功能变电站与各间隔之间的通信功能；综合自动化系统与上级调度之间的通信功能，即监控系统与调度之间通信，故障录波与测距的远方传输功能。5.变电站系统综合功能通过信息共享实现变电站VQC（电压无功控制）功能、小电流接地选线功能、自动减载功能、主变压器经济运行控制功能。6.系统在线自诊断功能系统应具有自诊断到各设备的插件级和通信网络的功能。3.2.3变电站自动化系统的特点从变电站综合自动化系统基本功能的介绍可以看出，变电站综合自动化系统具有：功能综合化、结构微机化、测量显示数字化、操作监视屏幕化、运行管理智能化等特点：1.功能综合化1)微机监控系统综合了原来的仪表、控制屏、模拟屏、变送屏、运动装置、中央信号系统功能。2)微机保护子系统综合了全部自动装置、故障录波、故障测距及小电流选线功能。2.结构微机化变电站综合自动化系统由各个不同的子系统组成，通过网络将微机监控、微机保护、自动装置等各子系统连接起来。3.测量显示数字化用CRT显示器表示仪表数字，或由计算机软件代替原来的常规仪表。4.操作监视屏幕化监视系统由CRT画面显示运行的实时数据的一次主接线图表示，设备异常或事故时用语音报警及文字提示。5.运行管理智能化运行管理采用的是计算机软件，对变电运行班组管理系统、继电保护、自动装置、定值管理系统、倒闸操作、模拟仿真系统、故障诊断及事故恢复的专家系统等实现了智能化的管理。3.3变电站自动化的发展、现状与未来3.3.1变电站自动化在国内的发展历程全国第一套微机保护装置----1984国电南自全国第一套分布式综合自动化系统----1994大庆全国第一套就地安装保护装置----1995CSL200A全国第一套220kV综合自动化变电站----1996珠海南屏全国第一套全下放式220kV综合自动化变电站----1999丹东全国第一套全国产500kV综合自动化变电站----1999南昌全国第一套将专家系统应用到变电站综合自动化系统中--2000国电南瑞随着IEC61850标准的诞生，变电站综合自动化系统又迎来了新一轮的发展机遇。3.3.2变电站自动化在国内的现状变电站自动化自20世纪90年代以来一直是我国电力行业中的热点之一。其所以成为热点，一是建设的需要，二是市场的因素。目前全国投入电网运行的35～110kV变电站约18000座(不包括用户变)，220kV变电站约有1000座，则500kV变电站大约有50座。而且每年变电站的数量以3～5的速度增长，也就是说每年都有千百座新建电站投入电网运行。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。近十年来我国变电站自动化技术，无论是从国外引进的，还是国内自行开发研制的系统和设备，在技术和数量上都有显著的发展。3.3.3变电站自动化在国外的发展70年代末80年代初，国外开始了对于ISA技术的研究，这是由于电网规模不断扩大，要求电网及变电站的控制和保护系统必须运行安全、可靠、经济。因此，各级调度中心需要更多的信息，以便及时掌握电网及变电站的运行情况。同时，采用无人值班管理模式，进行远方控制，减少人为误操作的可能性，提高运行可靠性，降低变电站的造价和运行维护费用。随着微处理器技术、计算机网络技术、数字通信技术的发展，人们可以利用现代先进的技术和设备来组成一个自动化的控制和保护系统，改变传统二次设备模式，做到设备简化，信息共享，减少变电站的造价和运行维护费用。世界发达国家率先研制出成熟系统，并推广应用，大大提高了变电站管理的自动化水平，实现电力系统的安全、可靠、经济运行。目前，日本日立、三菱、东芝公司，德国西门子公司（SIEMENS）、AEG公司，瑞士ABB公司，美国通用电气公司（GE）、西屋电气公司（Westinghouse），法国阿尔斯通公司（ALSTHOM），瑞士Landis&Gyr公司等国际著名大型电气设备制造公司都开发和生产了变电站综合自动化系统（或称保护与控制一体化装置），并取得了较为成熟的运行经验。3.3.4变电站自动化的发展趋势1.保护监控一体化这种方式在35kV及以下的电压等级中已普遍采用，今后在110kV及以上的线路间隔和主变三侧中采用此方式已是大势所趋。它的好处是高度地功能按一次单元集中化，以利于稳定信息采集和设备状态控制，极大地提高了性能效率比。其目前的缺点也是显而易见的：此种装置的运行可靠性必须极高，否则任何形式的检修维护都将迫使一次设备的停役。这也是目前110kV及以上的电压等级还采用保护和监控分离设置的原因之一。随着技术的发展，冗余性、在线维护性设计的出现，将使保护监控一体化成为必然。2.设备安装就地化、户外化综合自动化装置将和一次设备整合在一起。其电气的抗干扰性能，设备抗热寒、抗雨雪、防腐蚀等各项环境指标将达到一个极高的地步。目前的综合自动化装置都是安装在低电压的中置柜上，和室内的开关室内，户外的仅是一些实现简单功能的柱上设备。随着高电压等级的推广，其设备都将就地安装在户外的端子箱上，对环境条件要求不严。这种方式最终将带来无人值班变电站没有建筑小室或仅设一个控制小室，其内最多也就是一台控制显示终端。这将极大地减少整个变电站的二次电缆，使变电站的建设简化、快速，设备调试简单、易行，同时也极大提高变电站的运行稳定性、可靠性。3.人机操作界面接口统一化、运行操作设备无线化前面一点所提到的无人无建筑小室的变电站，变电运行人员如果在就地查看设备和控制操作，将通过一个手持式可视无线终端，边监视一次设备边进行操作控制，所有相关的量化数据将都显示在可视无线终端上，巡视操作非常简洁明了，并随时配合有软件防误操作的逻辑判断和语音提示，还可通过加配数字摄像头，将图象传给远方监护人员或技术分析人员。所有的这些人机界面数据来源，都将通过本变电站的一个无线网络节点，和整个变电站的数据网连在一起，并通过此变电站的远传广域接口，和整个电网的实时SCADA系统连接在一起，给远方监护诊断以条件，并在控制操作时可实现站间逻辑闭锁。目前在奥地利VATECH公司（原来的伊林）的变电站监控系统组网图就出现了这种运行监控模式。4.防误闭锁逻辑验证图形化，规范化、离线模拟化在220kV及以上的变电站中，随着自动化水平的提高，电动操作设备日益增多，其操作的防误闭