摘要：變電站自動化系統(tǒng)正在向著隨著功能結(jié)構(gòu)的標準化和開放度的提高，系統(tǒng)安全問題變得非常突出，必須給予足夠的重視。近年來，通信協(xié)議的通用化標準化、通信通道的數(shù)字化高速化、通信結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡化、設(shè)備抗干擾能力的提高等方面有了明顯的進展。

   關(guān)鍵詞：變電站  自動化  發(fā)展  動向  分析

    0 引言
    隨著微電子技術(shù)、計算機軟硬件技術(shù)的發(fā)展，近年來超高壓變電站自動化系統(tǒng)在以下幾個方面都有不同程度的進展。

    1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)
    由傳統(tǒng)的單一的集中模式向與相對分散式、分層分布分散式多種體系結(jié)構(gòu)模式轉(zhuǎn)變，由傳統(tǒng)的面向單個測量、控制對象向面向電網(wǎng)元件（如進線、出線、變壓器、母線、電容器等）轉(zhuǎn)變，由各功能單獨考慮向系統(tǒng)功能綜合考慮轉(zhuǎn)變，由一味強調(diào)功能全面向更強調(diào)功能實用和高可靠性轉(zhuǎn)變。

    2 總線結(jié)構(gòu)
    無論是模塊級、間隔級還是站級，均由專用、低速向通用、標準化、高速轉(zhuǎn)變，原來采用的位總線、LonWorks、CAN、FF等現(xiàn)場總線統(tǒng)一向以太網(wǎng)轉(zhuǎn)變，這從國際電工委員會（IEC）即將推出的IEC 61850系列正式標準中也可看到這個趨勢。

    傳統(tǒng)的PLC技術(shù)不能滿足日趨增長的對分布式實時控制性能的要求，傳統(tǒng)現(xiàn)場總線技術(shù)也是如此。經(jīng)長期實踐證實，在所有的網(wǎng)絡技術(shù)中，以太網(wǎng)技術(shù)是至今最理想的選擇，主要原因是：

①它充分考慮了今后的發(fā)展需要，具有高傳輸速率和自適應，目前能達到10MB/100MB/1GB的速率，10GB以太網(wǎng)也即將面世；

②高傳輸安全性和可靠性以及集線器技術(shù)的完善和確定性；

③幾乎不需考慮網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)，非常靈活；

④傳輸物理介質(zhì)多樣，:雙絞線、光纖、同軸電纜甚至無線通道都可容納；

⑤集線器的應用可不需考慮網(wǎng)絡的擴展；

⑥以太網(wǎng)的應用已經(jīng)建立起一種業(yè)界的標準，亦即一個新的工控總線標準；

⑦全面與最前沿的IT技術(shù)接軌，出現(xiàn)了被稱之為“世界標準”的TCP/IP技術(shù)的應用；

⑧能滿足低成本高性能面向未來的開發(fā)的需要。

    3 信息共享度
    保護監(jiān)控功能以及數(shù)據(jù)共享從邏輯上的結(jié)合越來越緊密，物理上的結(jié)合也將隨著光電傳感技術(shù)的不斷發(fā)展和完善而更加緊密。

    4 防誤功能
    逐步走向不再配備專門的“五防”閉鎖硬件系統(tǒng)，而是把范圍更廣的綜合防誤操作功能結(jié)合在系統(tǒng)中，利用監(jiān)控設(shè)備的智能邏輯來靈活實現(xiàn)網(wǎng)絡級的防誤操作。

    5 安全性
    隨著技術(shù)開放度的提高、網(wǎng)絡功能的滲透、以及國內(nèi)外形勢的復雜化，系統(tǒng)的安全性更顯得非凡重要。因此，除加強傳統(tǒng)的安全機制外，還應專門配置變電站自動化系統(tǒng)“黑盒子”來記錄自動化系統(tǒng)中的所有操作與通信的狀況，該模塊與飛機上的黑盒子類似，具有極大的存貯容量和極強的物理性能，能忠實地記錄下一定時間的所有內(nèi)外部操作記錄。為防止黑客攻擊和人為的破壞，必須與其它網(wǎng)絡從物理上隔離，數(shù)據(jù)單向傳輸。假如采用網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸，還須考慮適當?shù)姆阑饓?、物理隔離、數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)備份、數(shù)字認證、多級網(wǎng)管等網(wǎng)絡安全措施。

    6 新型就地數(shù)字化互感器
    IEC新標準草案推薦使用，這使得部分設(shè)備級與間隔級的分界產(chǎn)生了變化。

    7 通信方式
    不管是站內(nèi)模塊與設(shè)備間的互聯(lián)還是與主站系統(tǒng)之間的通信，均采用最新的通信技術(shù)，如無線、寬帶、高速通道，徹底防止數(shù)字通道模擬使用、高速通道低速使用的弊端。非凡值得一提的是與主站系統(tǒng)通信采用基于TCP/IP協(xié)議的廣域網(wǎng)/INTERNET技術(shù)，站內(nèi)各功能單元之間則采用“藍牙技術(shù)”，避免復雜的接線和通信協(xié)議，減少了屏上接線端子，從而可以使設(shè)備更靈活地布置和具有更大的輸入輸出容量。

所謂藍牙（Bluetooth）技術(shù)，實際上是一種短距離無線電技術(shù)，利用“藍牙”技術(shù)，能夠有效地簡化智能通信終端設(shè)備之間的通信，也能夠成功地簡化這些設(shè)備與因特網(wǎng)之間的通信，從而使這些設(shè)備與因特網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效，為無線通信拓寬道路。藍牙技術(shù)使得現(xiàn)代一些便攜的移動通信設(shè)備、電腦設(shè)備等不必借助電纜就能實現(xiàn)無線網(wǎng)絡連接，其實際應用范圍還可以拓展到各種測量設(shè)備計量設(shè)備保護設(shè)備監(jiān)控設(shè)備維護設(shè)備接口設(shè)備，組成一個巨大的無線通信網(wǎng)絡“藍牙”技術(shù)屬于一種短距離、低成本的無線連接技術(shù)，是一種能夠?qū)崿F(xiàn)語音和數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)拈_放性方案，因此，目前無線通信的“藍牙”已經(jīng)引起了業(yè)界的密切關(guān)注。藍牙技術(shù)產(chǎn)品采用低能耗無線電通信技術(shù)來實現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)和視頻的傳輸，其傳輸速率最高為每秒1Mb/s，以時分方式進行全雙工通信，通信距離為10米左右，配置功率放大器可以使通信距離進一步增加。

藍牙產(chǎn)品采用的是跳頻技術(shù)，能夠抗信號衰落；采用快跳頻和短分組技術(shù)，能夠有效地減少同頻干擾，提高通信的安全性；采用前向編碼技術(shù)，以便在遠距離通信時減少隨機噪聲的干擾；采用2.4GHz的ISM（即工業(yè)、科學、醫(yī)學）頻段，省去了申請專用許可證的麻煩；采用FM調(diào)制方式，使設(shè)備變得更為簡單可靠；“藍牙”技術(shù)產(chǎn)品一個跳頻頻率發(fā)送一個同步分組，每組一個分組占用一個時隙，也可以增至5個時隙；“藍牙”技術(shù)支持一個異步數(shù)據(jù)通道，或者3個并發(fā)的同步語音通道，或者一個同時傳送異步數(shù)據(jù)和同步語音的通道。“藍牙”的每一個話音通道支持64kb/s的同步話音，異步通道支持的最大速率為721kb/s、反向應答速率為57.6kb/s的非對稱連接，或者432.6kb/s的對稱連接。在電力自動化系統(tǒng)中有廣闊的應用前景。

    8 目前超高壓變電站自動化系統(tǒng)采用的主要模式
    超高壓變電站自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式從早期的以集中為主，發(fā)展到現(xiàn)在的以相對分散和分層分布分散為主，經(jīng)歷了一個探索、改進和完善提高的過程，在模式設(shè)計和實際的工程建設(shè)中都有應用。

    所謂集中模式，指的是保護、監(jiān)控、通信等自動化功能模塊均在控制室集中布置，各模塊從物理上聯(lián)系較弱甚至毫無聯(lián)系。早期的系統(tǒng)，包括許多引進的產(chǎn)品，主要采用這種結(jié)構(gòu)模式，目前仍有為數(shù)不少的這樣的系統(tǒng)在運行。

    相對分散模式，指的是自動化系統(tǒng)設(shè)備按站內(nèi)的電壓等級或一次設(shè)備布置區(qū)域劃分成幾個相對獨立的小區(qū)，在該小區(qū)內(nèi)建設(shè)相應的設(shè)備小室，保護、監(jiān)控等設(shè)備安裝于設(shè)備小室中，主站通信控制器、直流、錄波等設(shè)備仍集中安裝在控制室，各小室之間以及與控制室之間均通過工業(yè)總線網(wǎng)絡互聯(lián)。這種模式從90年代后期開始得到大量應用。

    分層分布分散模式亦即全監(jiān)控，指的是參照中低壓變電站綜合自動化的結(jié)構(gòu)模式，除主變、母線和高壓線路的保護測控、中心信號、通信仍采用集中組屏外，出線、電容器的保護、監(jiān)控等設(shè)備完全按設(shè)備間隔安裝于就地的設(shè)備小室或直接安裝在一次設(shè)備上，各模塊之間采用標準局域總線和通信規(guī)約互聯(lián)。當然，也可按集中組屏的方式安裝這些模塊。這種模式在最近有迅速發(fā)展的勢頭。

    隨著新技術(shù)的發(fā)展、新標準的制訂、新應用需求的提出，還會出現(xiàn)與之相適應的新的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式。

    9 小結(jié)

    我國的變電站自動化已走過了一個漫長而曲折的過程，目前逐步趨向成熟和理性，這為超高壓變電站自動化系統(tǒng)的發(fā)展創(chuàng)造了空前的良機。全面采用技術(shù)先進、運行可靠、結(jié)構(gòu)合理、性能價格比高的自動化系統(tǒng)，必將為我國的電網(wǎng)運行帶來可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。

    變電站自動化系統(tǒng)正在向著隨著功能結(jié)構(gòu)的標準化和開放度的提高，系統(tǒng)安全問題變得非常突出，必須給予足夠的重視。近年來，通信協(xié)議的通用化標準化、通信通道的數(shù)字化高速化、通信結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡化、設(shè)備抗干擾能力的提高等方面有了明顯的進展。

    時代在進步，技術(shù)在發(fā)展。如何采用先進技術(shù)、設(shè)計開發(fā)出具有自主產(chǎn)權(quán)的實用可靠的超高壓變電站自動化系統(tǒng)，需要業(yè)內(nèi)人員付出巨大的精力。相信隨著電力建設(shè)的迅速發(fā)展，超高壓變電站自動化系統(tǒng)也會隨之邁上一個新的臺階。