变电站自动化系统与其它工业自动化领域一样,正沿着“分布化、智能化、集成化、可视化和协调化”的方向发展。这就给智能电子设备提出了更高的目标,这主要体现在以下几点:
1)可互操作性:当前和将来都可以与任意一个生产厂家的IED进行通信。 2)即插即用:所有连在LAN上的设备将由系统自动识别。 3)可靠性/安全/可信性:这是基本的继电保护特性,目的是使整个系统达到同一水平。 4)开放性:提供一个变电站自动化系统的平台。 5)冗余度;任何单一的部件故障不会影响整体系统性能。 6)智能化:提供一个人工智能的应用平台;通过这个功能实现故障分析、选择性的数据和电力系统配合。 7)自动化:通过嵌入算法软件或按用户定义的控制顺序提供未来的自动控制功能。对于继电保护设备,可通过用户自定义的计算方法和动作次序支持未来的自适应继电保护功能。 8)灵活性/可扩充性:对于当前的硬、软件系统设计要考虑到将来的扩充,应当易于修改。
智能电子设备的采用,将彻底改变常规继电保护、自动装置及测量仪表等的单一功能结构,变为包括继电保护、过程自动化、录波、计量、测控等多功能智能化设备的变电站自动化系统。由于现场设备的高智能、多功能,使得主控系统的负担得以分散,实现了彻底的分散控制保护及自动化,由此可极大提高控制、保护、自动化系统的可靠性、自治性、灵活性。
由分布式的智能设备构成的变电站自动化系统带来的另一个好处是可以取消常规变电站所使用的控制屏、中央信号屏等集中控制设备。对于35kV及以下的电压等级的现场智能设备可以集合安装于开关柜上;对于110kV及以上电压等级的现场智能设备可以按各个控制对象即变电站内一次电气设备元件按单元安装在各电压等级的开关场地内或“保护小间”。现代技术已解决了电磁干扰、振动、温度、灰尘等对IED的影响,只需用计算机通信网络把它们联起来再与变电站层的主系统连接,这样做可大量减少控制信号电缆,也减少了组屏建筑面积。
智能电子设备的采用还使得变电站一、二次设备结合成为现实。如果把现场智能设备的控制保护的一次设备对象的CT、PT,开关、刀闸等的操作机构箱、主变压器等设备也采用网络通信方式相连,就可以取消控制信号电缆,仅仅保留开关操作机构跳、合闸所需的高压交、直流电源的动力电缆,从而可以使现场智能设备采用低压电源,提高了设备的抗干扰能力;另外通信网还可以将设备丰富的信息及数据上传,便于事故分析和状态监视,还可构成网络式的防误闭锁和安全保障系统,从而提高整个分布式变电站自动化系统的可靠性、先进性和优越性。
计算机网络通信、交换技术的发展,还使得变电站内部的LAN可以与广域的WAN相连,WEB浏览技术使得电力系统的用户在任何地方可以监控变电站的运行情况。变电站自动化系统适应Internet/Intranet网络技术的发展,就可以逐步实现开放式的通信体系结构。
以上针对我公司在开发变电站智能装置以及相应组成的变电站自动化系统的一些实践经验,谈了作者对变电站智能设备的集成与发展的一些理解和建议。其中有些建议和设计目标还只是在设想阶段,但相信现代计算机技术和网络技术的飞速发展一定会为实现上述目标提供最大的支持。
参考文献
[1] 黄太贵.智能电子设备在变电站综合自动化中的应用.电力系统自动化.1998,3 [2] 周旭虹500变电站自动化系统结构的探讨.电网技术.2001.4 [3] 新型智能重合控制器及其应用.电力系统自动化.2001.10 [4] 新型智能备用电源自投装置.电力系统自动化.2003.9
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