智能变电站控制系统的硬件设计(2)

同时，随着集成电路和计算机技术的飞速发展，各种新型的大规模集成电路也不断涌现出来，如DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理芯片)、高速数据采集系统、实时操作系统、大容量程序存储器flash等。新器件的应用将使测控装置的电路板更加小型集成化，如保护、控制、测量、故障及事件记录等功能将被模块化设计在一个统一的数字装置内。高集成化可以使设备通信、数据存储及处理能力更强，降低成本，减少故障率，有利于实现统一的运行管理。

因此采用先进集成芯片研制开发一种集测量、控制、通讯于一体的智能变电站控制系统，不仅能满足当前电力自动化系统发展的需求，集中实现各项功能，还能较大地简化电路，在提高设备的整体抗干扰能力的同时也提高设备的性价比。这种满足国家电力

标准、准确可靠的控制设备对于推动电力系统自动化发展有着重大的意义。

1.2 智能变电站控制技术的现状及发展趋势

国内有关单位从80年代末开始研究智能变电站技术。90年代初，我国电力企业开始实行中、低压变电站无人或少人值守、减员增效的措施，这对变电站的远方监视、控制功能提出了更高的要求，为了实现这一目标，利用计算机技术和网络通信技术实现变电站自动化成为必要，极大地促进了变电站自动化技术在中国的发展和推广。我国开展变电站自动化的研究与开发工作，主要包括如下两方面内容：

1.对220Kv及以下中、低压变电站，采用自动化系统，利用现代计算机和通信技术，对变电站的二次设备进行全面的技术改造，取消常规的保护、监视、测量、控制屏，实现综合自动化，以全面提高变电站的技术水平和运行管理水平，并逐步实行无人值班或减人增效。

2.对220Kv以上的变电站，主要是采用计算机监控系统以提高运行管理水平，同时采用新的保护技术和控制方式，促进各专业在技术上的协调，达到提高自动化水平和运行、管理水平的目的。

在北美，电力系统中采用的还是传统的集中RTU(Remote Terminal Unit，远程终端控制系统)来实现对电力系统的监控。在欧洲，新建的变电站和经过改造后的老变电站采用的是分布分散式结构。国内变电站自动化系统因为开发得比较晚，采用的大多是分布分散式结构。比较而言，分布分散式结构在技术上具有明显的优势，在电力自动化系统中应用比较广泛。智能电网采用数字技术收集、交流、处理数据，提高电网系统的效率和可靠性，智能电网将帮助客户减少电费支出。智能电网联盟发布的《智能电网工作报告》中指出：智能电网技术将在未来几年内为美国直接创造出28万个新的就业机会。

变电站是电网中线路的连接点，起到变换电压、变换功率和分配电能的作用。变电站的安全与经济运行是电力系统安全经济运行不可分割的重要组成部分，为了保证变电站安全、可靠、经济地运行，需要对变电站的运行进行有效的监控。智能变电站的监视控制系统是变电站综合自动化的重要组成部分，完成对变电站内数据采集与控制，是能量管理系统(EMS) 和配电管理系统(DMS) 应用软件的实时数据来源和操作控制的执行机构，是电网调度自动化的基础。在变电站的监视控制系统中，数据采集系统是中心环节，也是最基础的部分，其采集量的实时性、精度与准度对配电自动化起着决定性的作用。智能变电站控制系统是一项多专业性的综合技术，是电网运行管理中的一次变革，它是将变电站的二次设备利用计算机技术、现代通信技术，经过功能组合和优化设计，对变电站执行自动监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。电子和微电子技术的飞速发展，电子计算机和微型计算机技术硬件和软件技术成果日新月异，为电力系统通讯技术的发展提供了有力的技术支持。为了保障电力系统的安全经济高效的运

行，智能变电站控制系统的不断研究和改进是势在必行的。

1.3 智能变电站建设的必要性

1）电力市场改革的需要：变电站作为输配电系统的重要组成部分，市场化改革对其也提出了新的要求：从变电站外部看更加强调智能变电站系统的整体信息化程度和与电力系统整体得协调操作能力；从变电站内部看，体现在集成应用的能力上，也不同于传统变电站自动装置的只能。

2）现有变电站系统存在的不足：装置功能独立，且部分内容重复，缺乏高级应用。虽然独立的装置实现了智能，但却没有真正意义上的变电站系统智能，由于功能独立，装置间缺乏整体协调、集成应用和功能优化；二次接线复杂、CT/VT负载过重，由于测量的数据和控制机构不能共享，自动装置之间缺乏通信等原因，变电站二次接线十分复杂且系统内使用的通讯规约不统一，不同的厂家使用不同的通讯规约在系统联调的时候需要进行不同程度的规约转换，加大了调试的复杂性，也增加了运行、维护的难度，给设计、调试和维护带来了一定的困难，降低了系统的可靠性。同时存在大量硬接线，造成了CT/VT负载过重；装置的智能化优势未得充分利用。由于站内各套独立的自动化装置间缺乏集成应用使得智能装置的作用并未完全发挥，从而降低了自动装置的使用效率和投资价值；缺乏统一的信息模型，相互独立的自动化装置间缺乏相互操作性，一方面局限了其在站内的应用，另一方面也给集控中心对集成和维护带来困难。

3）节省投资：减少二次接线，减少占地面积，从而减少建设投资，在新型结构下的变电站自动化系统中现场和控制室成堆的控制电缆信号电缆将几乎全部被少量光纤和少量通信电缆所代替，通过延长自动化系统的生命周期，提高自动化系统的经济价值，减少了钢材量降低了有色金属的消耗，有利于社会的可持续发展，数据信号源唯一，数据分布应用且数据准确，结结构简洁，升级扩展容易，重复投资少。

2 总体设计

2.1 智能变电站控制系统的功能

智能变电站控制系统应以采集数据、执行命令和数据通信为主，实现信息的产生、采集及控制，利用微机原理及接口技术，基于AT89C51单片机的电力系统智能测控装置进行本次课程设计，实现先进、可靠、集成、低碳、环保的智能控制系统，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能，实现与相邻变电站、电网调度等互动的变电站。该智能装置集电力系统的测量、控制、保护、通讯功

能于一体，集成度高，功能强大，经济可靠，具有很好的实用价值。

智能变电站的优越性：提高一次设备的优越性，智能变电站采用ECT和EVT，与传统电磁式互感器相比具有无磁饱和、抗电磁干扰能力强、频带响应宽、体积小、重量轻、综合成本低等优点。ECT和EVT的应用提高了采集精度和可靠性，可实现就地信号采集、就地数字信号输出，并采用光缆实现信号的传输，从而在节约了二次电缆的同时提高了传输信号的抗干扰能力，并减少了二次系统防雷的投资和遭受雷击可能带来的损失；提高变电站信息共享和自动化水平，智能变电站将互感器和一次设备纳入变电站通信网络，且二次设备网络化，大大提高了信息共享水平和自动化水平；提高变电站运行的可靠性，智能变电站基本取消了复杂的二次回路接线，代之以光纤和网线通信，完全不受负载影响，消除了测量数据传输过程中的系统误差，智能的电压电流信号在传输到二次设备和二次设备处理的过程中均不会产生附加误差，提升了保护系统、测量系统和计量系统，大大提高了系统的可靠性；简化了二次设备装置的结构和二次系统的实验，智能变电站二次设 …… 此处隐藏：2585字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……