变电站自动化技术的发展综述

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-30 原文发表:2007-06-30 人气:1

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摘　要(Abstract) 回顾了国内变电站自动化技术发展的过程，分析了国内变电站自动化系统现状和发展趋势，强调了继电保护和监控在技术和管理上的一体化发展，数字化变电站的发展，以及IEC61850标准应用的趋势。
Reviewing the development of the domestic SA technology ， analyzing the current situation and development tendency of the domestic SA technology， the developing tendencies of integrated SA including protection and local SCADA . The digitaliged SA technology ，and the application of IEC61850 standard in SA technology are emphatically discussed in this paper.
关键词(Keywords) 变电站自动化现状与发展分层分布式结构集成化数字化
Substation automation Current situation and development Distributed and layered structure Integration

1 引言

“变电站自动化系统”(Substation Automation System-SAS)名词，国际电工委员会解释为“在变电站内提供包括通信基础设施在内的自动化系统(SAS-Substation Automation System： The SAS provides Automation in a Substation including the Communication infrastructure)”。在国内，我们所说的变电站自动化系统，包含传统的自动化监控系统，继电保护、自动装置等设备，是集保护、测量、控制、远传等功能为一体，通过数字通信及网络技术来实现信息共享的一套微机化的二次设备及系统。

自20世纪90年代以来，变电站自动化技术一直是我国电力行业的热点技术之一。目前全国已投入运行的35~500kV变电站约20000座(不包括用户变)，而且每年新增变电站的数量约为3%~5%，也就是说每年都有千百座新建变电站投入电网运行，新建变电站基本上都采用了自动化系统模式，同时每年还有许多老变电站的技术改造，也基本上以自动化系统模式为主。

在已采用自动化技术的变电站中，早期采用较多的国外产品有：如ABB、SIEMENS、GE等公司的产品。但随着国内厂家的产品技术含量、工艺水平的提高以及国家产业政策的支持，目前220kV及以下电压等级变电站的自动化大都采用了国产产品，330kV及以上电压等级变电站也大量使用了国产产品。目前，国产产品厂家主要有：南瑞集团、北京四方、许继电气、国电南自等。

2 变电站自动化技术现状

2.1 我国变电站自动化发展阶段

变电站二次部分传统按功能分为四大类产品：继电保护、故障录波、当地监控和远动。按系统模式出现顺序可将变电站自动化发展分为三个阶段：

(1) 第一阶段：面向功能设计的集中式RTU加常规保护模式
80年代及以前，是以RTU为基础的远动装置及当地监控为代表。该类系统实际上是在常规的继电保护及二次接线的基础上增设RTU装置，功能主要为与远方调度通信实现“二遥”或“四遥”(遥测、遥信、遥控、遥调)；与继电保护及安全自动装置的联结通过硬接点接入或串行口通信较多。此类系统称为集中RTU模式，目前在一些老站改造中仍有少量使用，此阶段为自动化的初级阶段。

(2) 第二阶段：面向功能设计的分布式测控装置加微机保护模式
第二阶段始于90年代初期，单元式微机保护及按功能设计的分散式微机测控装置得以广泛应用，保护与测控装置相对独立，通过通信管理单元能够将各自信息送到后台或调度端计算机。特点是继电保护(包括安全自动装置)按功能划分的测控装置独立运行，应用了现场总线和网络技术，通过数据通信进行信息交换。此系统电缆互联仍较多，扩展性功能不强。

(3) 第三阶段：面向间隔、面向对象(Object-Oriented)设计的分层分布式结构模式
第三阶段始于90年代中期，随着计算机技术、网络及通信技术的飞速发展，采用按间隔为对象设计保护测控单元，采用分层分布式的系统结构，形成真正意义上的分层分布式自动化系统。目前国内外主流厂家均采用了此类结构模式。110kV以下电压等级变电站，保护测控装置要求一体化、110kV几以上电压等级保护测控大多按间隔分别设计，对超高压变电站的规模比较大的系统，为减少中间环节，避免通信瓶颈，要求装置直接上以太网与监控后台通信，甚至要求保护和监控网络独立组网，由于采用了先进的网络通信技术和面向对象设计，系统配置灵活、扩展方便。

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