李伟硕访谈2003 - 电力系统装备杂志.doc

2003秋“电力自动化产品”特别报道采访变电站综合自动化 -编者按： 电力系统自动化技术是电力行业的一项重要技术，经过几十年的发展，它已经与计算机技术、通信技术、控制技术和电力电子技术紧密结合起来。目前，在我国应用较多的电力自动化产品可以分为三类：变电站综合自动化、电网调度自动化和配电自动化。 应电力系统装备杂志社邀请，积成电子厂站自动化事业部李伟硕就电力系统自动化产品在我国的应用现状、技术发展及市场分析等情况进行了介绍。 变电站综合自动化产品的技术发展情况。 国内外变电站综合自动化产品的发展，基本上同时起步，始于二十世纪八十年代微处理器技术在电力系统的应用。但国外几大著名电力自动化公司由于对技术发展具有敏锐的洞察力，再加上市场经济环境下的良好推动作用，在八十年代后期即相继形成了各自稳定成熟的变电站综合自动化产品系统。但中国由于对微处理器技术接触时间短、科研人员和科研经费短缺严重、没有适合产品应用推广的良好社会环境等因素，初期研究没有形成产业化、规模化，直到二十世纪九十年代中后期才真正进入了产业化高速发展阶段。 中国变电站综合自动化产品的发展，注意借鉴和吸收国外成熟技术和经验，同时也提出了许多新的具有建设性和可行性的理论研究成果，特别是在分阶段推出适合中国国情发展的产品、以及提高产品性价比方面，成效显著。目前国产变电站综合自动化产品的技术研究和应用已经能够在各方面与进口产品相抗衡，但在进一步提高硬件可靠性、加强装置级通讯接口规范性、以及产业规模化产品国际化等方面仍需要做出艰苦的努力。 变电站综合自动化产品目前在国内的应用情况、市场情况。 通过近几年的两网改造，国内变电站综合自动化产品得到了大范围的推广应用。从总的产品应用来看，这在提高电力系统供电质量、提高变电站安全可靠运行水平和管理水平等方面，取得了显著效果。但还应该看到，目前国内提供110kV及以下变电站综合自动化系统的厂家数目较多，特别是部分厂家产品长期运行的可靠性较差，使部分变电站综合自动化系统在应用中，或者问题不断，或者存在这样那样的隐患。主要有以下情形： 有的厂家在研发过程中，设计不严谨，未充分考虑一些必要的非常规因素，而且测试验证也按此进行，导致设计存在隐患而自己却浑然不觉。例如部分厂家的交流模拟量校准只能在其公司内进行，一般初始投运时不会有什么问题，但运行几年后若现场校验发现精度不准或有明显偏移，则难以重新校正。 有的厂家仅在完成产品的技术研发后，即投入现场批量使用。由于产品未做严格长期验证测试，将技术设计中存在的缺陷全部带到现场。往往是等到现场出现问题后，再匆忙进行排查和升级改进，由于时间紧反而可能会再次留下新的缺陷。例如某厂家的备自投逻辑，在检查备用进线无压后，备自投不动作，但并未放电，造成一旦备用进线有压则备自投随时可能动作的隐患。 有的厂家自动化产品设计比较严谨，但辅助产品却未认真对待，致使一些辅助产品设计不合理或不满足系统指标要求。例如许多厂家在主变本体保护上，未根据电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点考虑加大中间继电器动作功率，导致现场误动现象时有发生。 有的厂家生产规模小，没有充足的检验、老化等设备，产品硬件可靠性不稳定。有的厂家对产品设计中提出的替代器件未进行详细严格测试验证，在临时采用替代器件后，产品性能指标产生差异。如2000年由于集成电路货源紧张，许多厂家产品硬件性能明显降低。 目前我国变电站综合自动化产品的市场规模稳定，并且用户对变电站综合自动化产品普遍持欢迎态度，随着我国经济的不断发展，市场规模也必然会逐步放大，应该说为变电站综合自动化技术的推进提供了良好的发展环境。但目前市场上还存在一些招标暗箱操作、地方保护等不良现象，阻碍了通过市场调节技术发展和企业规模扩张的效果，应逐步加以治理改进。 变电站综合自动化国产产品比进口产品占据哪些优势？这种市场优势是否能长久的维持下去？ 国产产品的优势存在于以下几方面： 性价比高。系统整体投资少，利于大规模推广应用。 汉化界面，易学易用。由于我国人口整体受教育水平较低，所以易学易用不仅仅是运行应用的要求，也是提高系统运行可靠性的重要保障。 不同厂家系统，功能实现具有较好的一致性。通过国内专家的广泛研究和论证，在变电站综合自动化功能配置和实现方面形成了比较统一的共识，大大降低了现场设计和应用难度，提高了运行人员对设备的维护能力。 系统功能全面，且能够根据用户特殊情况和新的功能需求尽快提供相应功能实现。 110kV及以下中低压变电站综合自动化产品按测控保护一体化设计，整体设计考虑全面，特别是测控性能指标一般高于进口产品。 系统安装服务专业化水平高。进口产品的代理服务商，其技术人员数量少、对变电站整体功能实现了解欠缺。而国产产品则一般具有素质良好的专业化技术服务队伍，且公司内具有对变电站整体功能有较深入了解的资深人员支持，同时经常配合用户进行技术讲座、交流和培训，这对国内普及变电站综合自动化技术知识和产品推广应用，起到了重要作用。 自1990s年代国内变电站综合自动化进入产业化发展以来，国内与国外产品的差距正在逐步缩小，而以上优势相对而言却越加显现。所以，国内厂家必将依赖于这些优势，在变电站综合自动化市场中长期占据主导地位，进口产品只能作为高端产品和技术比较交流的补充角色存在，而且预计国内产品在立足国内市场的基础上，将在2010年前后向国际市场实现突破性迈进。 国产变电站综合自动化产品有待改进的地方以及改进措施。 针对国内应用情况，国产产品较进口产品还有以下方面有待改进： 应加强110kV及以下中低压产品设计前瞻性。目前国内此类变电站自动化产品的市场寿命一般在58年，而目前应用的许多进口产品已经具有10年以上的市场应用年龄了。不断更新换代一方面促进了技术的进步，但更多的是造成了产品刚投放市场的12年内问题不断的结果。这一方面是由于1990年前后在微处理器技术的应用水平上，我国较其它外国发达国家有一个整体的差距，这期间只有通过产品升级才能明显改善装置性能；但另一方面也由于国内变电站自动化厂家数目较多，很多研发人员和现场应用人员盲目求新，而忽视了变电站自动化高可靠性的要求，忽略了技术创新对实际应用的意义。目前的改进措施应着眼于管理部门加强系统应用状况、问题统计和公布，促进变电站自动化产业向规模化、规范化发展。 应全面实现分散式故障录波功能，以提高对一次故障的诊断速度。 应进一步提高硬件和结构设计水平，从根本上保证产品硬件运行可靠性。 应规范装置及通讯接口，以利于实现互联互通。 “积成电子”变电站综合自动化的主推产品及其特点。 “积成电子”在变电站综合自动化领域的产品有： CAN2000变电站综合自动化系统：面向110kV及以下变电站 iES-M80变电站监控系统：主要面向220kV及以上变电站 iES-R70分布式监控系统：主要面向110kV及以上变电站和电厂 iES-R70S分布式监控系统：主要面向35kV及以下中小型变电站 以上产品主要特点有： 国内首家在间隔层产品内应用了嵌入式实时多任务系统（RTOS）。 国内独家推出测控、保护双CPU并行工作模式，单装置同时满足保护、远动双重国家标准全部要求。 国内率先在变电站自动化系统中应用了先进的CANBus网络。 通讯控制器支持双机热备用工作模式。 交流采样精度高，交流电流电压采样精度保证0.2级。 保护装置具备故障录波功能。 其它应该引起我们关注的电力自动化产品，其技术、市场、应用情况。 在变电站综合自动化领域，目前我们还需要关注以下产品和技术： 光PT/CT产品和技术。光PT/CT产品具有良好的高分辨率、高精度和良好的线性度，在抗饱和特性、绝缘特性、隔离性能以及电压电流信号的长距离传输等方面表现优越，并且体积小、安装方便，为变电站自动化特别是继电保护技术和功能的进一步发展和实现奠定了美好前景。 自适应原理的继电保护技术。自适应原理对提高继电保护性能、简化产品应用具有突破性作用，近10年来许多专家学者做了大量研究和尝试，但离产品化应用还有一定距离，仍需要进行深入的理论研究指导。 变电站一次设备的在线监测技术。实时在线监测变电站一次设备，可有效降低其故障发生率、停电时间、故障损害成本、以及维护人员工作强度，但由于在部分的技术实现上还缺乏必要的理论基础和运行经验，其具体实现还存在一定的难度、已有产品还存在一定缺陷和不足，所以今后此项技术和产品仍会作为发展研究的重要方面。 电能质量监视控制产品。改善电能质量对于电网的安全经济运行，保证工业产品质量以及降低能耗均具有重要意义，电能质量的好坏直接关系到国民经济的总体效益。所以近年来具备对电能质量监测，并通过一定控制手段保证电能质量稳定的产品正成为发展的重点。 用于特高压输电和直流输电的变电站产品和技术。随着我国电力需求和系统规模的不断扩大，特高压输电和直流输电必将成为长距离大容量输电的主要方式，而目前我国在此方面技术储备不足，还需要大力加强这方面的理论和产品研究。 以上产品和技术，应该说在国外发达国家也大多未形成成熟稳定的技术和产品，加强此类研究并尽快实现