电网系统自动化中存在的问题及其技术升级

　　前言

　　早期的电网系统中,通过变电站的综合自动化系统技术的应用,实现系统自动化,然而在电网系统自动化发展的过程中,综合自动化技术越来越无法满足系统升级的要求,并且影响变电站监控系统的效果.对此,需要对电网系统中电气自动化应用技术进行升级改造,促使变电站系统自动化技术与电网系统的升级相适应,提升电网系统的有效性,促进电气企业的发展.

　　1 电网系统自动化概述

　　1.1 电网调度自动化在电网系统中,调度有着十分重要的作用,通过电网调度控制中心的计算机网络系统、工作站、服务器等,实现电网调度自动化,在进行网络连接时,以电力系统专用的广域网为基础,下级电网调度控制中心、调度范围内的发电厂、变电站终端设备均是电网调度系统中的组成部分[1].在电网系统中,通过调度自动化,在进行电力生产时,数据采集可以实现实时化,电网运行的安全性监测与分析同样可以实现实时.同时,还可对电力系统的运行状态进行评估,预测电力负荷,保证电力企业在运营的过程中,充分的满足市场需求.

　　1.2 变电站自动化传统的变电站在运行的过程中,需要由人工进行操作和监视,受到工作量大等多方面因素的限制,工作效率比较差.实现变电站自动化之后,电话人工操作以及人工监视均被取代,促使工作效率大幅度的提升,在对变电站进行监视时,功能扩大,有效地保证了变电站运行的安全性[2].在变电站自动化中,主要的内容就是全面监督和有效控制站内运行的电气设备,常规的电磁式设备全部被取代,换为全微机化的装置;二次设备数字化、网络化、集成化,选择电缆时,首选计算机电缆或光纤电缆;利用计算机对变电站操作进行监视,实现监视屏幕化;变电站监视过程中,需要进行管理,记录大量数据,并对数据进行统计,实现自动化之后,这些工作均由计算机来取代,提升了工作效率.

　　1.3 发电厂分散测控系统采用分层分布式结构设计发电厂分散测控系统,系统包含四大组成部分,一是过程控制单元,二是运行员工作站,三是工程师工作站,四是冗余的高速数据通讯网络[3].在过程控制单元中,包含两个部分,一是可冗余配置的主控模件,与智能 I/O 模件通讯时,通过冗余的 I/O 总线来实现,二是智能 I/O 模件.过程控制单元直接面向生产过程,现场变送器、热电偶、热电阻等产生的信号均传至此单元,运算处理之后,信号输出,执行机构接收信号之后进行生产.

　　2 电网系统自动化中存在的问题

　　2.1 监控系统运作问题在原有的变电站监控系统中,工业控制计算机为系统的重点,向上和间隔层设备通信,对于间隔层设备需向上传输的各种信息,工业控制计算机进行相应处理.此外,需要通过向上设备实现通信的还包含远方调度主站,在工业控制计算机的作用下,将调度子站的功能充分的发挥出来.工业控制计算机还具有人机交互、监视、控制和管理的功能,通过这些功能,变电站正常运行,并实现继电保护.然而,电网系统升级之后,在变电站监控系统的过程中,系统发生瘫痪的可能性非常大.

　　2.2 监护系统保护机制问题在变电站运行的过程中,安全性非常重要,监控系统通过对变电站运行的监控,在变电站出现安全问题时,通过预警功能提示工作人员,后台控制系统控制监控系统的预警功能,但当后台监控机无法正常运行时,监控系统预警功能就会失效,这样一来,当变电站发生安全问题时,工作人员无法及时地赶到现场,导致变电站运行受到影响.

　　2.3 增容存在限制性原有监控系统在设计时,受到多方面因素的限制,软件及硬件的配置都比较低,从而导致监控系统的稳定性比较差.电网系统升级之后,监控系统的系统版本仍为旧版本,在变电站运行中,需要随着电网而升级,这就需要进行增容,进行增容改造时,会受到比较大的限制,而且系统运行的稳定性也会受到影响.

　　3 电网系统中电气自动化应用技术升级措施

　　3.1 升级思路在原有的变电站监控系统中,通过间隔层的各个测控装置,实时采集数据信息,完成后,将信息传输至通信层,随后,在传送至变电站层,变电站层对数据信息进行相应的处理之后,变为操作信息,返回至通信层,通信层依据具体的操作信息,控制间隔层.现如今,随着各项科学技术的发展,电气自动化应用技术在升级的过程中可采用的新技术越来越多,这其中,占据主要优势的技术有两种,一种是以太网局域技术,一种是 TCP/IP 网络技术,在变电站自动化系统的站内局域网通信升级改造中,发挥主要作用的两种技术,对此,在进行升级时,可充分利用这两种技术的优势,在此技术上形成升级思路:在监控系统中,如果 IED 装置不存在以太网通信功能,那么将其连接到以太网中,促使监控系统在运行的过程中,具有比较高的独立性,而且监控系统和运动转发系统在运行的过程中,相互之间不会产生任何干扰.

　　3.2 升级方案目前,RS-485、RS-422 和 RS-232 为多数保护测控装置、IED 装置采用的串行接口,其所使用的网络结构为规约转换器.在进行数据通讯时,通过 RS-485、RS-422 和 RS-232 串行接口以、以太网接口等共同实现,利用相关程序处理之后,传输至监控系统或其他系统中.在升级方案中,采用规约转换器的同时,还使用嵌入式远动子站,规约转换器的串口为双串口,远动子站为智能型通信管理机,系统内数据采集完成之后,通过电缆,规约转换器接受并处理之后,传输至调动中心,实现调度.

　　3.3 串口服务在电网系统的变电站自动化系统中,串口通信设备为重要组成部分,本设计方案中所采用 Atop 公司生产的 SE5116 系列 4 网口 16串口设备,此设备既可以作为规约转换器,还可以发挥串口的作用,连接以太网,实现 RS-485、RS-422 和 RS-232 串行接口与以太网相连接,这样一来,间隔层数据收集完成之后,调度主站可以直接接收信息.之所以会选用该型号的串口通信服务器,主要是因为其在使用过程中,外围配置设备及存储装置均不具备,在进行操作时,可作为服务器使用,具有比较高的独立性,而且风扇装置也不需要,由此,在进行布线和串口时,所具备的扩充性比较强,与网络直接进行连接,程序及设置不需做出任何更改,具有非常好的便利性.

　　4 结束语

　　电网系统是电力系统中重要的组成部分,包含变电、输电与配电三个部分,承担着输送与分配电能的任务.变电站是电网系统中的重中之重,在其运行的过程中,需要具备非常高的安全性,监控系统负责监视变电站的运行,在电网系统升级的过程中,监控系统也需要进行升级,通过以太网及各种新技术的应用,提升监控系统的监控作用,保证变电站的安全运行.

　　参考文献
　　
　　[1]崔渊博.浅谈电气自动化技术在变电站中的应用[J].中国新技术新产品,2013(17):10-11.
　　[2]李莉娜,包春杰.关于发电厂电气自动化技术的应用研究[J].科技风,2013(16):118.
　　[3]李猜.关于电气自动化在电气工程中的应用分析[J].河南科技,2014(4):122.