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引言:文章首先针对变电自动化系统的相关特征做出了分析,而后结合其功能主要内容和特征,对于稳定性方面的问题展开的浅述,对于深入了解变电自动化系统的工作状态和相关技术特征有着一定的积极意义。
当前我国电力系统日渐成熟,在整个电力体系内部,多种技术与大量数据并存,并且随着国家电网的不断扩张,也必然会需要面对更多更为复杂和多样化的电力消费需求环境。这种状况决定了电力系统中必然需要面对大量的变量,而数量庞大的变量,必然也会影响到变电自动化的工作状态。进一步考虑到变电体系在我国输电环境中的重要价值以及关键性的地位,这种影响就更加不容忽视。
一、变电自动化系统的相关特征
想要切实展开对于变电自动化系统的深入了解,首先一点,需要对其结构有所认识。就现阶段变电自动化系统的发展状况看,存在有如下三个主要类型的结构形式。
首先是集中式结构。这是变电自动化系统早期发展的重要形式,至今仍然在一定范围内沿用。所谓集中模式,指的是保护、监控、通信等自动化功能模块均在控制室集中布置。在这样的控制环境下,需要对于变电的模拟量、开关量和数字量等信息展开集中的采集,并且进一步在核心控制室环境下展开计算与处理,并且进一步完成微机控制、微机保护和一些自动控制等功能。由于采用了集中的工作方式,因此通信和控制室就成为了这种系统的工作重心,相当而言,此种结构之下的变电自动化系统占地面积有限且造价偏低,但是其对于数据的处理能力也相对受到一定的约束。在目前的变电环境下,此种工作方式多用于35kV以及以下的变电站,可靠性较高但是灵活度较差。
其次则是与集中式结构相对应的分散式结构。分散式变电自动化系统结构中,通常将设备划分成多个单元,并且设置控制、保护和数据收集单元安装在高压户外断路器的附近,或者将设备安装在用户的户内开关附近。此种结构工作方式设计的主要依据是一次回路,可以说一次回路单方面决定了分散的结构状况。此种结构相对而言从物理层面看比较独立,并且以一次系统作为设计依据的工作方式,本身也能够相对一次系统表现出良好的弹性,便于维护和扩展。并且在局部发生故障的情况下,故障的影响面通常相对有限,可靠性因此得到提升,但是相对而言,各个分散的分立系统都需要具有一定的信息处理能力,因此成本相对于集中式结构而言有所增加。
然而目前最为常见的则是集中分散相互结合的第三种结构。分散式结构并不是集中式结构的替代,而是当前分布式数据处理能力日趋成熟的必然产物。考虑到这种情况,将二者的优略势以及应用环境分别加以分析,并且以环境的需求作为权变选择的依据,而展开对于变电自动化系统的综合建设,是当前的主要特征。对于此种情况,从技术角度看,则是更具标准化和开放的统一性平台的建立,成为了推动集中式和分散式两种变电自动化系统加以融合的必要基础。
二、变电自动化系统的功能和稳定性
进一步对变电自动化系统的功能展开深入的了解,必须明确,功能的深入探究,是在实际工作环境中实现结构方式有效选择的必然基础。
首先,一个良好和完整的电自动化系统需要能够实现必要的安全保护,重点是对站内所有的电气设备进行保护,包括线路保护、变压器保护、母线保护、电容器保护及备自投,低频减载等安全自动装置,在发生故障的时候能够对故障状况等相关信息进行记录,存储多套定值并且依据实际情况进行修正,以及与监控系统保持通信等。
其次,还必须要实现数据的自动采集以及必要的处理。考虑到当前广为采用的分散式变电自动化系统,对于数据的处理职能通常在本地完成。对于相应的数据,应当能够实现准确采集,包括状态数据、模拟数据和脉冲数据等,此类型号可以通过光电隔离方式输入系统,也可通过通信方式获得。与此同时,完整的变电自动化系统还应当能够实现在面对次类似数据实现有效采集的基础上,进一步对其展开加工,并且判断是否存在非法状态触发告警。以及对于告警状态和故障数据进行记录,帮助形成关于变电系统的完备档案资料。
最后,控制功能也是变电自动化系统应当具备的重要职能。对于这一方面,系统应当首先能够提供良好的人机交互界面,支持工作人员与变电自动化系统之间的有效和顺畅沟通,并且深入处理数据,形成对于工作人员更为宽泛的决策支持依据。
在对变电自动化系统的功能有所认识的基础之上,还有一个方面的重要问题不能忽视,即变电自动化系统的稳定性。通常认为,对于变电自动化系统而言,稳定状态和不稳定状态是在某种条件环境之下能够实现互相切换的,但是系统本身的不稳定,对于数据的收集整理以及决策支持等方面,必然会存在有极为不利的影响。考虑到这一方面的问题,必须对变电自动化系统的不稳定状态有一个较为深刻的认识,并且借此展开对于危机的控制。常见的变电自动化系统不稳定状态包括两种,其一为稳定性危机,即电力系统暂态过程积蓄的能量可能破坏其运行稳定性,即不能再回到初始状态或停留在一个允许的新状态。其二则是持久性危机,即局部或整个系统发电、送电和负荷不平衡,导致系统运行参数大幅度偏离正常值,可能破坏对用户的持续供电。其中前者相对时间通常较短,一般为几秒钟,而后者则可能会达到几分钟之久。
处于不稳定状态之下的变电自动化系统,为了能够稳定运行并且实现持续供电,必须加以协调控制,即紧急控制或者恢复控制,具体而言,这种恢复控制的内容包括起动备用设备,增加发电机组的功率,重新投入被切机组、负荷和线路等。具体的操作,应当以系统反馈上来的实际数据作为重要的参考依据并且展开执行。
三、结论
当前我国电网逐步扩大和成熟,对应的变电自动化系统也在多方面的技术成熟带动之下实现稳步发展。同时考虑到电力供给环境之中对于系统自动控制的要求越来越高这一问题,更是推动了变电自动化系统的不断完善。如何更为有效地展开新技术的引入,使其成为切实服务变电体系的重要力量,是业内人员共同的努力方向,相信随着电力建设的迅速发展,变电自动化系统也会随之迈上一个新的台阶。
参考文献
[1] 电力系统自动化.电网调度智能化的实现,2004,28(7):78 ~81.
[2] 农村电气化.变电所直流操作电源与通信电源集成的应用,2002,(9):21~22.
(作者单位:国网山西省电力公司运城供电公司)
当前我国电力系统日渐成熟,在整个电力体系内部,多种技术与大量数据并存,并且随着国家电网的不断扩张,也必然会需要面对更多更为复杂和多样化的电力消费需求环境。这种状况决定了电力系统中必然需要面对大量的变量,而数量庞大的变量,必然也会影响到变电自动化的工作状态。进一步考虑到变电体系在我国输电环境中的重要价值以及关键性的地位,这种影响就更加不容忽视。
一、变电自动化系统的相关特征
想要切实展开对于变电自动化系统的深入了解,首先一点,需要对其结构有所认识。就现阶段变电自动化系统的发展状况看,存在有如下三个主要类型的结构形式。
首先是集中式结构。这是变电自动化系统早期发展的重要形式,至今仍然在一定范围内沿用。所谓集中模式,指的是保护、监控、通信等自动化功能模块均在控制室集中布置。在这样的控制环境下,需要对于变电的模拟量、开关量和数字量等信息展开集中的采集,并且进一步在核心控制室环境下展开计算与处理,并且进一步完成微机控制、微机保护和一些自动控制等功能。由于采用了集中的工作方式,因此通信和控制室就成为了这种系统的工作重心,相当而言,此种结构之下的变电自动化系统占地面积有限且造价偏低,但是其对于数据的处理能力也相对受到一定的约束。在目前的变电环境下,此种工作方式多用于35kV以及以下的变电站,可靠性较高但是灵活度较差。
其次则是与集中式结构相对应的分散式结构。分散式变电自动化系统结构中,通常将设备划分成多个单元,并且设置控制、保护和数据收集单元安装在高压户外断路器的附近,或者将设备安装在用户的户内开关附近。此种结构工作方式设计的主要依据是一次回路,可以说一次回路单方面决定了分散的结构状况。此种结构相对而言从物理层面看比较独立,并且以一次系统作为设计依据的工作方式,本身也能够相对一次系统表现出良好的弹性,便于维护和扩展。并且在局部发生故障的情况下,故障的影响面通常相对有限,可靠性因此得到提升,但是相对而言,各个分散的分立系统都需要具有一定的信息处理能力,因此成本相对于集中式结构而言有所增加。
然而目前最为常见的则是集中分散相互结合的第三种结构。分散式结构并不是集中式结构的替代,而是当前分布式数据处理能力日趋成熟的必然产物。考虑到这种情况,将二者的优略势以及应用环境分别加以分析,并且以环境的需求作为权变选择的依据,而展开对于变电自动化系统的综合建设,是当前的主要特征。对于此种情况,从技术角度看,则是更具标准化和开放的统一性平台的建立,成为了推动集中式和分散式两种变电自动化系统加以融合的必要基础。
二、变电自动化系统的功能和稳定性
进一步对变电自动化系统的功能展开深入的了解,必须明确,功能的深入探究,是在实际工作环境中实现结构方式有效选择的必然基础。
首先,一个良好和完整的电自动化系统需要能够实现必要的安全保护,重点是对站内所有的电气设备进行保护,包括线路保护、变压器保护、母线保护、电容器保护及备自投,低频减载等安全自动装置,在发生故障的时候能够对故障状况等相关信息进行记录,存储多套定值并且依据实际情况进行修正,以及与监控系统保持通信等。
其次,还必须要实现数据的自动采集以及必要的处理。考虑到当前广为采用的分散式变电自动化系统,对于数据的处理职能通常在本地完成。对于相应的数据,应当能够实现准确采集,包括状态数据、模拟数据和脉冲数据等,此类型号可以通过光电隔离方式输入系统,也可通过通信方式获得。与此同时,完整的变电自动化系统还应当能够实现在面对次类似数据实现有效采集的基础上,进一步对其展开加工,并且判断是否存在非法状态触发告警。以及对于告警状态和故障数据进行记录,帮助形成关于变电系统的完备档案资料。
最后,控制功能也是变电自动化系统应当具备的重要职能。对于这一方面,系统应当首先能够提供良好的人机交互界面,支持工作人员与变电自动化系统之间的有效和顺畅沟通,并且深入处理数据,形成对于工作人员更为宽泛的决策支持依据。
在对变电自动化系统的功能有所认识的基础之上,还有一个方面的重要问题不能忽视,即变电自动化系统的稳定性。通常认为,对于变电自动化系统而言,稳定状态和不稳定状态是在某种条件环境之下能够实现互相切换的,但是系统本身的不稳定,对于数据的收集整理以及决策支持等方面,必然会存在有极为不利的影响。考虑到这一方面的问题,必须对变电自动化系统的不稳定状态有一个较为深刻的认识,并且借此展开对于危机的控制。常见的变电自动化系统不稳定状态包括两种,其一为稳定性危机,即电力系统暂态过程积蓄的能量可能破坏其运行稳定性,即不能再回到初始状态或停留在一个允许的新状态。其二则是持久性危机,即局部或整个系统发电、送电和负荷不平衡,导致系统运行参数大幅度偏离正常值,可能破坏对用户的持续供电。其中前者相对时间通常较短,一般为几秒钟,而后者则可能会达到几分钟之久。
处于不稳定状态之下的变电自动化系统,为了能够稳定运行并且实现持续供电,必须加以协调控制,即紧急控制或者恢复控制,具体而言,这种恢复控制的内容包括起动备用设备,增加发电机组的功率,重新投入被切机组、负荷和线路等。具体的操作,应当以系统反馈上来的实际数据作为重要的参考依据并且展开执行。
三、结论
当前我国电网逐步扩大和成熟,对应的变电自动化系统也在多方面的技术成熟带动之下实现稳步发展。同时考虑到电力供给环境之中对于系统自动控制的要求越来越高这一问题,更是推动了变电自动化系统的不断完善。如何更为有效地展开新技术的引入,使其成为切实服务变电体系的重要力量,是业内人员共同的努力方向,相信随着电力建设的迅速发展,变电自动化系统也会随之迈上一个新的台阶。
参考文献
[1] 电力系统自动化.电网调度智能化的实现,2004,28(7):78 ~81.
[2] 农村电气化.变电所直流操作电源与通信电源集成的应用,2002,(9):21~22.
(作者单位:国网山西省电力公司运城供电公司)