1變電站綜合自動化的歷史

上世紀八十年代初，中國電網的自動化監控還剛剛起步。自那以后，變電站自動化系統的設備和系統構成模式，大體經歷了如下三個階段：

RTU + 當地巡檢 + 保護裝置;

測控單元 + 當地后臺 + 遠程主站;

保護遠動一體化 + 遠程主站。

在上面的第三種模式的早期，因為大型的110KV和220KV以上的變電站，還是有人值守的，所以還配當地后臺。后來逐步轉變為無人值守后，當地后臺成為一個每月定期去人例行檢查時才開機的擺設，已經很不重要，到最后，干脆不再配置后臺，從而當地后臺完全退出歷史舞臺。

在模式3的時代，因為保護和遠動構成的綜自系統，設備已經統一考慮，在人員分管和組織機構方面，也進行了相應的改變，保護和遠動成為一個班組，從組織管理上適應了綜自系統的這一技術進步。

2技術進步對現場測試提出了新課題

在綜自系統設備一體化、組織機構也相應變化之后，工程實施中的檢測和驗收卻一直不能達到一體化水平，明顯地，它的技術支撐手段，已經遠遠落后于系統設備本身的水平。

什么原因呢?

首先，實現廠站綜合自動化以后，系統功能不但沒有減少，反而大大增強。功能要求和技術指標都比以前有了很大提高。由于需要專門的試驗設備，這種功能和技術指標的檢測和驗證，都只能在設備制造廠家的試驗室里完成。

但當設備在現場安裝完成并實施統調以后，建設單位不能以廠家單臺設備的例行測試數據作為驗收依據，道理很簡單：對一款菜式的合格標準不能以市場上采購來的原料性能為判斷根據。綜合自動化系統也一樣，它是作為一個完整系統向客戶提供規定功能和應該達到的技術指標的，必須給出系統實際運行的技術性能指標數據，才能通過項目驗收。

這給調度自動化部門以很大的壓力，原因是：他們的技術檢測手段沒能跟上綜自系統的發展?？匆豢丛跊]有綜合自動化檢測系統之前，遠動工程師們是怎樣完成系統的基本功能測試的：

2.1遙測精度：用一臺變送器檢驗儀上的標準源，手動輸入，逐點完成測量后，手動填制數據報表;

2.2遙測數據響應速度：用上面的同一種源，用秒表卡測控單元輸出的響應速度;

2.3遙信可靠性：手動輸入變位信息，做若干次后作是否能準確響應的統計;

2.4遙信響應速度：同上，用秒表卡變位輸出的延遲時間;

2.5遙信風暴：事實上沒法做;

2.6 SOE分辨率：事實上沒法做，因為手動無法控制毫秒級的時間差;

2.7遙控可靠性：同遙信;

2.8遙控響應速度：同遙信;

2.9同期功能：只能在廠家的試驗室做，把數據拿過來充作現場數據。因為遠動班手頭的普通標準源無法操控頻率和相位，否則就要花大價錢專門購買這種儀器，但使用率又不高;

2.10直流可控源：要用另一臺直流可控電源;

2.11PS校時：一般要另帶一套GPS到需要檢測時標的現場;

2.12諧波輸出功能：通常標準源沒有;

2.13任意角移相故障模擬：通常標準源也沒有此功能;

還有其它等等多種綜自系統所要測試的功能，都無法在統一的測試平臺上來完成。在沒有綜合檢測系統這樣的設備之前，實際的現場測試比上述更糟。因為控制和輸出往往不在同一地點，解決的辦法是用對講機，盡管喊破嗓子，精度是絕對上不去的。所以許多定量性的指標實際上只具有定性的意義。你只是看到它動了，至于用了幾秒幾毫，卻完全無從知曉。

3問題的癥結

從以上我們看到，根本原因是：對指標的要求是數字化、程序化的，但測試的手段卻還是手動的、人工的。你怎么能叫它對得起來?

4概念設計要點

解決上述問題的根本之策，是設計一套集多種功能于一體的程序化的發令系統，用虛擬儀器的設計概念，以可編程的方式，自動地完成各種功能的性能檢測。它的核心，就是將發令系統和輸出檢查，全面建立在計算機編程控制的平臺上，計算機能夠達到的分辨率，就是這個系統所能達到的最高分辨率。

下面逐一舉例說明。

4.1遙測精度：程控源可以手動、也可以編程控制輸出，以實現單點測量和全負荷區間的自動測量。計量精度0.5級已能滿足要求，因為數據目標不是針對電能計費，而是提供生產調度部門的電網負荷統計、網損計算、以及調度中心對電網實時數據的要求;

4.2遙測響應速度：使標準源的輸出數據帶時標，經測控單元輸出的數據也帶上時標，這樣同一數據的時間差就是設備的響應速度;

4.3遙信可靠性及響應速度：編程輸出指定次數的變位信息進入測控單元，將測控單元的輸出返回到測試儀，比較輸出信息和返回信息的時間差，就可以得到響應速度;對多個信息進行響應統計，就可以得到可靠性指標;

4.4站內SOE：編程定延時連續發送多個變位信息到測控單元，令其輸出響應信息返回測試儀，檢查每個變位信息的時標，即可確定SOE分辨率;

4.5遙控可靠性及響應速度：間隔發送多次遙控信息到測控單元，檢查其報告的動作，統計多次操控的成功率，就是可靠性指標;檢查其發送和動作時標的差異，就是其響應速度;

4.6同期功能：程控源必須具有對每相輸出的電壓、頻率、相位進行多參數單獨調控的能力。比如，以A相作為系統側輸入，C相作為待并側輸入，在A相參數不變的情況下，單獨改變C相的各個參數逐次逼近A相之值，根據出口開關的響應時刻，驗證同期設備的響應性能;

4.7直流可控源：在規定區間內輸出電壓連續可調，用于測量電平翻轉閾值等等;

4.8熱電偶模擬檢測：儀器模擬熱電偶因溫度變化而產生的阻值變化，模擬油溫變送器，觀察其輸出變化的性能來實現檢驗;

4.9GPS接入：儀器本身攜帶GPS天線，可在任何開闊地帶接收三個以上的衛星信號，用于同步儀器時鐘，這在站間SOE檢驗中尤為重要;

4.10秒脈沖輸出：儀器可輸出高精度的秒脈沖信號;

4.11 B碼輸出：時標也可以用B碼格式輸出，以適應不同設備和儀器的要求;

4.12遠程控制：儀器可本地面板操作，也可以經通訊線在一定距離外在終端上進行遠程操作，使得當設備的輸入和輸出不在同一地點時，也可由一人完成測試，不必一定要他人配合。

在計算機和通訊技術高度發展的今天，以上功能應該是不難實現的。精度指標和響應速度也能夠比早期遠動的水平有很大提高。

在設備增加，人員減少的今天，只有依靠技術進步，才能擺脫捉襟見肘的局面。

5儀器硬件之邏輯結構

6項目實施

本設計如果實施完成，具有如下特點：

6.1功能完整：基本上覆蓋了目前變電站綜合自動化系統驗收測試所要求的所有功能;

6.2技術指標：達到和超過了電力調度對遠動和自動化的基本技術要求;

6.3使用方便：一臺儀器配以適當附件，就包含了所有的測試功能，結構緊湊，移動方便，可遠程操作，最少可一人單獨完成測試;

6.4勞動強度：大大減輕工作人員勞動強度，尤其是遙測項目，設點編程測試使工作人員只需要更換接線頭，其余一切皆由儀器自動完成，自動生成報表。只有在這樣的工作強度之下，變電站遙測設備的年檢才有可能;

6.5功能創新：對時間分辨率要求高的如SOE、實時響應性能、遙信風暴等指標，過去是無法進行測試的，現在成為一種精確可信的例行操作，可信度大大提高;

6.6推廣價值：一套儀器頂過去一車儀器，簡單方便，功能充分，大大提高經濟效益;

目前，本項目已經通過合作開發趨于完成。一些基本的性能指標已經取得了用戶的檢測證書，的確是一項值得推廣的優良設計。