2 綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用

2.1 集中模式

集中模式也就是傳統(tǒng)的硬接線方式，將強電信號轉(zhuǎn)變?yōu)槿蹼娦盘?，采用空接點方式和4mA～20mA 標(biāo)準(zhǔn)直流信號，通過電纜硬接線將電氣模擬量和開關(guān)量信號一對一接至DCS的I/O 模件柜，進入DCS 進行組態(tài)，實現(xiàn)對電氣設(shè)備的監(jiān)控。這種模式又分為直接I/O接入方式和遠程I/0接入方式兩種，前者是將電纜接至電子間集中組屏，后者是在數(shù)據(jù)較集中且離主控室較遠的電氣設(shè)備現(xiàn)場設(shè)立遠程I/0 采集柜，然后通過通信方式與DCS 控制主機相連，兩者具有相同的實現(xiàn)技術(shù)，本質(zhì)上沒有區(qū)別。

電氣量的采集集中組屏，便于管理，設(shè)備運行環(huán)境好;硬接線方式成熟，響應(yīng)速度快。缺點主要有：電纜數(shù)量大，電纜安裝工程量大，長距離電纜引進的干擾也可能影響DCS的可靠性;DCS 系統(tǒng)按“點”收費，不僅投資大，而且只有重要的電氣量才能進入DCS，系統(tǒng)監(jiān)測的電氣信息不完整;所有信息量均要集中匯總至DCS 系統(tǒng)，風(fēng)險集中，影響系統(tǒng)可靠性;由于DCS 調(diào)試一般是最后進行，采用集中模式通常難以滿足倒送廠用電的要求;沒有獨立的電氣監(jiān)控主站系統(tǒng)，無法完成較復(fù)雜的電氣運行管理工作(如防誤、事故追憶、繼電保護運行與故障信息自動化管理、錄波分析等高級應(yīng)用功能)，不能實現(xiàn)電氣的“綜合自動化”。

2.2 分層分布式模式

分層分布式模式從邏輯上將ECS 劃分為三層，即站級監(jiān)控層、通信層和間隔層(間隔單元)。間隔層由終端保護測控單元組成，利用面向電氣一次回路或電氣間隔的方法進行設(shè)計，將測控單元和保護單元就地分布安裝在各個開關(guān)柜或其他一次設(shè)備附近。網(wǎng)絡(luò)層由通信管理機、光纖或電纜網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，利用現(xiàn)場總線技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)匯總、規(guī)約轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)送數(shù)據(jù)和傳控制命令的功能。站級監(jiān)控層通過通信網(wǎng)絡(luò)，對間隔層進行管理和交換信息。

間隔層測控終端就地安裝，減少占用面積，各裝置功能獨立，組態(tài)靈活，可靠性高。模擬量采用交流采樣，節(jié)省二次電纜，降低了成本，抗干擾能力增強，系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)精度大大提高。系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)量提高，監(jiān)控信息完整，能實現(xiàn)在遠方對保護定值的修改及信號復(fù)歸，運行維護方便。分布式結(jié)構(gòu)方便系統(tǒng)擴展和維護，局部故障不影響其他模塊(部件)正常運行。設(shè)置獨立的電氣監(jiān)控主站，便于分步調(diào)試和投運，滿足倒送電的要求。同時有利于廠用電系統(tǒng)的運行、維護和檢修。

3 綜合自動化技術(shù)發(fā)展趨勢

由于我國電力系統(tǒng)綜合自動化技術(shù)起步較晚，在很多方面與國外技術(shù)水平還有很大差距，所以需要我們在學(xué)習(xí)和借鑒國外先進技術(shù)的同時，結(jié)合我國的實際情況，研究和開發(fā)更加符合我國國情的綜合自動化系統(tǒng)。

3.1 保護、控制、測量一體化

鑒于目前的運行體制、人員配備、專業(yè)分工，我國的自動化系統(tǒng)主要采用站內(nèi)監(jiān)控采集數(shù)據(jù)而保護相對獨立的模式，以提供較清晰的事故分析和處理的界面。但是從技術(shù)合理性、減少設(shè)備重復(fù)配置、簡化維護工作量以及發(fā)展趨勢等方面考慮，將保護與控制、測量結(jié)合在一起會更有優(yōu)勢。因為保護和控制、測量的信息源都是來自現(xiàn)場：保護主要采集一次設(shè)備的故障異常狀態(tài)信息，通常要求測量范圍較寬，一般按額定值考慮，但測量精度要求較低;而控制和測量主要采集運行狀態(tài)信息，要求測量范圍較窄，通常在測量額定值附近波動，對測量精度要求較高?？偪?CPU)單元直接接受來自上位機(當(dāng)?shù)?或遠方的控制輸出命令，經(jīng)必要的校核后可直接動作至保護回路，省去了遙控輸出、遙控執(zhí)行等環(huán)節(jié)，簡化了設(shè)備，提高了可靠性。但是這種裝置的運行可靠性必須很高。因此需要設(shè)計、制造、運行、管理部門打破專業(yè)界限，通力合作，以適應(yīng)這一變化。

3.2 國際標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用

近年來，IED 電力自動化方面有了廣泛應(yīng)用。為了實現(xiàn)不同廠家IED 設(shè)備的信息共享和互操作性，使廠站電氣綜合自動化系統(tǒng)成為開發(fā)系統(tǒng)，國際電工委員會制定了IEC61850 國際標(biāo)準(zhǔn)。為了與國際接軌，國內(nèi)已經(jīng)開始了基于IEC61850 標(biāo)準(zhǔn)的電氣綜合自動化系統(tǒng)的產(chǎn)品研發(fā)，相信這將是未來自動化系統(tǒng)的一個發(fā)展方向。

3.3 以太網(wǎng)技術(shù)的興起

隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，綜合自動化系統(tǒng)需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)越來越多，對通訊的實時性要求越來越高，以速度快、傳輸數(shù)據(jù)量大為特點的以太網(wǎng)滿足了這一要求。以太網(wǎng)最典型的應(yīng)用形式是Ethernet+TCP/IP。未來的發(fā)展應(yīng)該是在繼承了以太網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合工業(yè)過程應(yīng)用，產(chǎn)生新一代以以太網(wǎng)為核心的現(xiàn)場總線技術(shù)。

目前，對于以太網(wǎng)(Ethernet)、現(xiàn)場總線等計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用于變電站綜合自動化系統(tǒng)中，且已經(jīng)積累了豐富的運行經(jīng)驗，智能化電氣設(shè)備也有了較快的發(fā)展，這些都為網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)應(yīng)用于發(fā)電廠電氣系統(tǒng)奠定了良好的基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛而深入，這也使電網(wǎng)管理方式產(chǎn)生翻天覆地的變化。新技術(shù)、新理論的應(yīng)用使一些概念不斷被更新和修正，傳統(tǒng)的技術(shù)界線逐漸模糊，各種原來看似不相關(guān)聯(lián)的技術(shù)會彼此融合和滲透，這些推動著電力自動化系統(tǒng)的不斷發(fā)展和變化。