变电站自动化系统的发展历程

变电站综合自动化系统是20世纪80年代才开始应用的一个新课题。常规变电站的二次部分主要由继电保护、故障录波、就地监控和远动装置组成。

在微处理器应用之前，这些装置不仅功能不同，实现的原理和技术也不同，因而长期以来形成了不同的专业和相应的技术管理部门。80年代，微处理器普遍应用，这些装置都开始采用微机技术而成为微机型继电保护装置、微机监控和微机远动装置。这些微机型的装置尽管功能不同，其硬件配置都大体相同，除微机系统本身外，无非是对各种模拟量的数据采集，以及输入、输出接口电路，并且装置所采集的量和要控制的对象还有许多是共同的，因而显得设备重复，互连复杂，人们很自然地就提出了用综合自动化来优化设计全微机化的变电站二次部分。从控制、测量、信号及遥信角度考虑，微机控制管理的集中性越高越好，数据事件信息的集中度、实时性越高越好，但从保护动作特性和快速维护角度来考虑，微机管理的独立性、物理空间的单一性越明确越好，即微机出现故障时，影响面越小越好。

变电站综合自动化系统的特点是：远动、保护、监控、安全自动装置和经济自动装置融为一体；控制集中、布置分散，控制方案灵活，由用户自行设计；硬件标准化，简化了变电站的运行操作。综合自动化系统对一些功能分散的过程实行集中监视和控制，即以分散的控制适应分散的过程对象，以集中的监视、操作和管理达到掌握全局的目的。随着自动控制装置和被控设备可靠性的提高，变电站的控制可由就地操作过渡到远方操作和自动操作。

变电站综合自动化方式的特征就是将站内当地监控功能、SCADA信号采集、远动功能以及数字保护信息结合为一个统一的整体，以全微机化的新型二次设备取代传统的机电式二次设备，用不同模块化软件实现机电式设备的各种功能，用计算机局部网络通信来替代大量信号的连接，通过人机设备实现变电站的综合自动化管理、监视、测量、控制及打印记录等功能。由此取消了传统的集中控制屏。

目前，变电站综合自动化技术发展迅速，已进入大面积推广应用阶段。各项新技术的发展为综合自动化系统的实现奠定了技术基础。当前，在变电站综合自动化系统中广泛使用的新技术主要有下述几个方面：

（1）数字信号处理（DSP）技术的应用

20世纪80年代末至90年代初，DSP技术的应用使得随一次设备布置的分散式测控单元很快发展起来，而且还提供了强有力的功能综合优化手段，如电压、功率和电能的测量可以直接从输电线路、变压器等设备上直接交流采样，通过DSP得出各相电流、电压的数字波形，经过分析计算，不仅可计算出各相电流、相电压的基波和谐波有效值，以及各相有功、无功、电压等测量的实时数据，还能进一步计算出功率因数、频率以及零序、负序参数等值，并和有关的输入、输出触点一起集成在变电站综合自动化系统中。(www.xing528.com)

（2）数字通信技术和光纤技术的应用

20世纪80年代以来，数字通信设备的发展应用大大提高了通信系统的通信容量和可靠性。同时，通信技术中光纤通信技术正在迅速取代金属电缆和同轴电缆，并用于远距离通信和短距离大容量信息的传输。光纤通信除具有频带宽、信道多和衰减小的特点外，还具有抗强电磁干扰的最大优点。由于光纤通信实际上几乎不受电磁干扰、浪涌、暂态分量和各端间地位差的影响，非常适用于变电站强电磁干扰的环境，是保护和监控装置最佳的通信信道。

（3）计算机网络技术和现场总线技术的发展

20世纪80年代以来，计算机网络技术和现场总线技术得到了很大的发展，特别是局域网技术的迅速发展和应用成为一种潮流。由于它们能很好地满足电力系统的一些特殊要求，因此该项技术在变电站综合自动化中得到广泛的应用。

随着计算机技术、控制技术、通信技术和显示技术的不断提高和有机结合，变电站综合自动化系统正朝着功能综合化、结构微机化、操作监视屏幕化、运行智能化的方向发展，这必将使综合自动化系统踏上新的起点。从变电站综合自动化系统的发展方向来看，它的最终目标是最大限度地提高变电站的自动化水平，利用计算机来代替人的手工操作，最终实现变电站无人值班。