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

   關鍵詞：變電站  自動化  發展  動向  分析

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

    1 系統體系結構
    由傳統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構模式轉變，由傳統的面向單個測量、控制對象向面向電網元件（如進線、出線、變壓器、母線、電容器等）轉變，由各功能單獨考慮向系統功能綜合考慮轉變，由一味強調功能全面向更強調功能實用和高可靠性轉變。

    2 總線結構
    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、高速轉變，原來采用的位總線、LonWorks、CAN、FF等現場總線統一向以太網轉變，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。

    傳統的PLC技術不能滿足日趨增長的對分布式實時控制性能的要求，傳統現場總線技術也是如此。經長期實踐證實，在所有的網絡技術中，以太網技術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以太網也即將面世；

②高傳輸安全性和可靠性以及集線器技術的完善和確定性；

③幾乎不需考慮網絡的拓撲結構，非常靈活；

④傳輸物理介質多樣，: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絡的擴展；

⑥以太網的應用已經建立起一種業界的標準，亦即一個新的工控總線標準；

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

⑧能滿足低成本高性能面向未來的開發的需要。

    3 信息共享度
    保護監控功能以及數據共享從邏輯上的結合越來越緊密，物理上的結合也將隨著光電傳感技術的不斷發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，而是把范圍更廣的綜合防誤操作功能結合在系統中，利用監控設備的智能邏輯來靈活實現網絡級的防誤操作。

    5 安全性
    隨著技術開放度的提高、網絡功能的滲透、以及國內外形勢的復雜化，系統的安全性更顯得非凡重要。因此，除加強傳統的安全機制外，還應專門配置變電站自動化系統“黑盒子”來記錄自動化系統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，必須與其它網絡從物理上隔離，數據單向傳輸。假如采用網絡數據傳輸，還須考慮適當的防火墻、物理隔離、數據加密、數據備份、數字認證、多級網管等網絡安全措施。

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

    7 通信方式
    不管是站內模塊與設備間的互聯還是與主站系統之間的通信，均采用最新的通信技術，如無線、寬帶、高速通道，徹底防止數字通道模擬使用、高速通道低速使用的弊端。非凡值得一提的是與主站系統通信采用基于TCP/IP協議的廣域網/INTERNET技術，站內各功能單元之間則采用“藍牙技術”，避免復雜的接線和通信協議，減少了屏上接線端子，從而可以使設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，實際上是一種短距離無線電技術，利用“藍牙”技術，能夠有效地簡化智能通信終端設備之間的通信，也能夠成功地簡化這些設備與因特網之間的通信，從而使這些設備與因特網之間的數據傳輸變得更加迅速高效，為無線通信拓寬道路。藍牙技術使得現代一些便攜的移動通信設備、電腦設備等不必借助電纜就能實現無線網絡連接，其實際應用范圍還可以拓展到各種測量設備計量設備保護設備監控設備維護設備接口設備，組成一個巨大的無線通信網絡“藍牙”技術屬于一種短距離、低成本的無線連接技術，是一種能夠實現語音和數據無線傳輸的開放性方案，因此，目前無線通信的“藍牙”已經引起了業界的密切關注。藍牙技術產品采用低能耗無線電通信技術來實現語音、數據和視頻的傳輸，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。

藍牙產品采用的是跳頻技術，能夠抗信號衰落；采用快跳頻和短分組技術，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，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、科學、醫學）頻段，省去了申請專用許可證的麻煩；采用FM調制方式，使設備變得更為簡單可靠；“藍牙”技術產品一個跳頻頻率發送一個同步分組，每組一個分組占用一個時隙，也可以增至5個時隙；“藍牙”技術支持一個異步數據通道，或者3個并發的同步語音通道，或者一個同時傳送異步數據和同步語音的通道。“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。在電力自動化系統中有廣闊的應用前景。

    8 目前超高壓變電站自動化系統采用的主要模式
    超高壓變電站自動化系統的結構模式從早期的以集中為主，發展到現在的以相對分散和分層分布分散為主，經歷了一個探索、改進和完善提高的過程，在模式設計和實際的工程建設中都有應用。

    所謂集中模式，指的是保護、監控、通信等自動化功能模塊均在控制室集中布置，各模塊從物理上聯系較弱甚至毫無聯系。早期的系統，包括許多引進的產品，主要采用這種結構模式，目前仍有為數不少的這樣的系統在運行。

    相對分散模式，指的是自動化系統設備按站內的電壓等級或一次設備布置區域劃分成幾個相對獨立的小區，在該小區內建設相應的設備小室，保護、監控等設備安裝于設備小室中，主站通信控制器、直流、錄波等設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總線網絡互聯。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控，指的是參照中低壓變電站綜合自動化的結構模式，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、監控等設備完全按設備間隔安裝于就地的設備小室或直接安裝在一次設備上，各模塊之間采用標準局域總線和通信規約互聯。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展的勢頭。

    隨著新技術的發展、新標準的制訂、新應用需求的提出，還會出現與之相適應的新的系統結構模式。

    9 小結

    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的發展創造了空前的良機。全面采用技術先進、運行可靠、結構合理、性能價格比高的自動化系統，必將為我國的電網運行帶來可觀的經濟效益和社會效益。

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

    時代在進步，技術在發展。如何采用先進技術、設計開發出具有自主產權的實用可靠的超高壓變電站自動化系統，需要業內人員付出巨大的精力。相信隨著電力建設的迅速發展，超高壓變電站自動化系統也會隨之邁上一個新的臺階。