這種結(jié)構(gòu)相比集中式處理的系統(tǒng)具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)：

(1)可靠性提高，任一部分設(shè)備故障只影響局部，即將‘危險(xiǎn)’分散，當(dāng)站級(jí)系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)故障，只影響到監(jiān)控部分，而最重要的保護(hù)、控制功能在段級(jí)仍可繼續(xù)運(yùn)行;段級(jí)的任一智能單元損壞不應(yīng)導(dǎo)致全站的通信中斷，比如長(zhǎng)期霸占全站的通信網(wǎng)絡(luò)。

(2) 可擴(kuò)展性和開放性較高，利于工程的設(shè)計(jì)及應(yīng)用。

(3) 站內(nèi)二次設(shè)備所需的電纜大大減少，節(jié)約投資也簡(jiǎn)化了調(diào)試維護(hù)。

3.2 基本的模式

1).基本配置：

(1) 集中處理集中布置：將集控式屏、臺(tái)都集中布置在主控制室。

(2) 分布處理集中布置：將分布式單功能設(shè)備集中組屏仍集中布置在主控制室。

(3) 分布處理分散布置：將分布式單功能設(shè)備布置在一次設(shè)備的機(jī)柜內(nèi)或采用就地就近組屏分散設(shè)置的方式。

2).基本模式：

(1) 對(duì)于新建變電站的自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式：

A.對(duì)于容量較大、設(shè)備進(jìn)出線回路數(shù)較多、供電地位重要且投資較好的變電站，可采用分層分布式結(jié)構(gòu)的雙機(jī)備用系統(tǒng)，輔之相應(yīng)的保護(hù)、測(cè)量、控制及監(jiān)測(cè)功能，并完成遠(yuǎn)方RTU的功能。

B.對(duì)于容量較小，主接線簡(jiǎn)單，供電連續(xù)性要求不高的變電站，宜取消常規(guī)的配置及前置機(jī)，采用單機(jī)系統(tǒng)，完成保護(hù)、測(cè)量、控制等功能的管理，并完成遠(yuǎn)方RTU的功能。

(2) 對(duì)于擴(kuò)建及改造現(xiàn)有的按常規(guī)二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方式：

A.改造項(xiàng)目可采用新配置的具有三遙(或四遙)功能的RTU,完成對(duì)老站保護(hù)動(dòng)作信息、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及部分功能的測(cè)量，并對(duì)原有的常規(guī)二次設(shè)備進(jìn)行必要的改造或RTU增加數(shù)據(jù)采集板，使之能與增設(shè)的自動(dòng)化設(shè)備構(gòu)成整體。

B.當(dāng)擴(kuò)建項(xiàng)目的范圍較大，用戶對(duì)自動(dòng)化的要求較高，投資又允許時(shí)，通常采用自動(dòng)化系統(tǒng)方案。

4. 幾個(gè)問題的認(rèn)識(shí)及探討

4.1　變電站自動(dòng)化的基本概念

變電站自動(dòng)化是指應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)、信息處理和傳輸技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)硬軟件系統(tǒng)或自動(dòng)裝置代替人工進(jìn)行各種運(yùn)行作業(yè)，提高變電站運(yùn)行、管理水平的一種自動(dòng)化系統(tǒng)。變電站自動(dòng)化的范疇包括綜合自動(dòng)化技術(shù);變電站綜合自動(dòng)化是指將二次設(shè)備(包括控制、保護(hù)、測(cè)量、信號(hào)、自動(dòng)裝置和遠(yuǎn)動(dòng)裝置)利用微機(jī)技術(shù)經(jīng)過功能的重新組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)變電站執(zhí)行自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動(dòng)化系統(tǒng)，它是自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)在變電站領(lǐng)域的綜合應(yīng)用。其具有以下特征：

1).功能綜合化：是按變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行要求，將二次系統(tǒng)的功能綜合考慮，在整個(gè)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案指導(dǎo)下，進(jìn)行優(yōu)化組合設(shè)計(jì)，以達(dá)到協(xié)調(diào)一致的繼電保護(hù)及監(jiān)控系統(tǒng)。‘綜合’(INTEGRATED)并非指將變電站所要求的功能以‘拼湊’的方式組合，而是指在滿足基本要求的基礎(chǔ)上，達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)性能指標(biāo)的最優(yōu)化。表現(xiàn)在：

(1) 簡(jiǎn)化變電站二次設(shè)備的硬件配置，盡量避免重復(fù)設(shè)計(jì)。如遠(yuǎn)動(dòng)裝置和微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能的重復(fù)設(shè)置，沒有達(dá)到信息共享。

(2) 簡(jiǎn)化變電站各二次設(shè)備之間的互聯(lián)線，節(jié)省控制電纜，減少PT、CT的負(fù)載。力爭(zhēng)克服以前計(jì)量、遠(yuǎn)動(dòng)和當(dāng)?shù)乇O(jiān)測(cè)系統(tǒng)所用的變送器各自設(shè)置，不僅增加投資而且還造成數(shù)據(jù)測(cè)量的不一致性。

(3) 保護(hù)模塊相對(duì)獨(dú)立，網(wǎng)絡(luò)及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的故障不應(yīng)影響保護(hù)功能的正常工作;對(duì)于110kV及以上電壓等級(jí)變電站，由于其重要程度，應(yīng)考慮保護(hù)、測(cè)量系統(tǒng)分開設(shè)置;而對(duì)于110kV以下低壓變電站，就目前的技術(shù)應(yīng)用水平及工程應(yīng)用角度而言，可以考慮將保護(hù)與測(cè)控功能合為一體的智能單元，這樣不但利于運(yùn)行管理及工程組合，而且降低投資成本。

(4) 減少安裝施工和維護(hù)的工作量，減少總占地面積，降低總造價(jià)或運(yùn)行費(fèi)用。

(5) 提高運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，保證電能質(zhì)量。

(6) 有利于全系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定控制。

2).系統(tǒng)構(gòu)成的數(shù)字化及模塊化：保護(hù)、控制、測(cè)量裝置的數(shù)字化(即采用微機(jī)實(shí)現(xiàn)，并具有數(shù)字化通信能力)，利于把各功能模塊通過通信網(wǎng)絡(luò)連接起來，便于接口功能模塊的擴(kuò)充及信息的共享。另外方便模塊的組態(tài)，適應(yīng)工程的集中式、分布分散式和分布式結(jié)構(gòu)集中式組屏等方式。

3).操作監(jiān)視屏幕化：當(dāng)變電站有人值班時(shí)，人機(jī)聯(lián)系在當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)的后臺(tái)機(jī)(或主機(jī))上進(jìn)行，當(dāng)變電站無人值班時(shí)，人機(jī)聯(lián)系功能在遠(yuǎn)方的調(diào)度中心或操作控制中心的主機(jī)或工作站上進(jìn)行，不管那種方式，操作維護(hù)人員面對(duì)的都是CRT屏幕，操作的工具都是鍵盤或鼠標(biāo)。

4).運(yùn)行管理智能化：體現(xiàn)在無人值班、人機(jī)對(duì)話及操作的屏幕化、制表、打印、越限監(jiān)視和系統(tǒng)信息管理、建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫、開關(guān)操作及防誤操作閉鎖等方面，能夠減輕工作人員的勞動(dòng)及人無法做到的工作。

4.2 變電站綜合自動(dòng)化站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)的建立

變電站內(nèi)傳送或交換的基本信息有：測(cè)量及狀態(tài)信息;操作信息;參數(shù)信息。根據(jù)信息傳送的性能要求，大致可分兩類考慮，一類要求實(shí)時(shí)響應(yīng)較高的信息，如事故的檢出、告警、事件順序記錄和用于保護(hù)動(dòng)作的信息，要求傳送速度較高;另一類是對(duì)時(shí)間響應(yīng)要求不高的信息，如用于錄波、記錄及故障分析的信息，可允許較長(zhǎng)的傳送時(shí)間。對(duì)于不同的數(shù)據(jù)亦有不同的安全性要求，站內(nèi)通信網(wǎng)聯(lián)系站內(nèi)各個(gè)智能單元、后臺(tái)監(jiān)控及遠(yuǎn)方通信裝置，是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵，根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工程實(shí)際需要，大致按以下原則考慮：

1).電力生產(chǎn)的連續(xù)性和重要性，通信網(wǎng)的可靠性應(yīng)放在第一位.一方面應(yīng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，以滿足溫度、濕度和電磁干擾等環(huán)境要求，另一方面應(yīng)考慮備用措施。

2).站內(nèi)通信網(wǎng)應(yīng)根據(jù)通信負(fù)荷的特點(diǎn)合理分配，保證不出現(xiàn)‘瓶頸’現(xiàn)象，通訊負(fù)荷不過載，對(duì)于大型變電站考慮100~256個(gè)負(fù)載節(jié)點(diǎn)，一般中小型變電站考慮不超過60~100個(gè)負(fù)載節(jié)點(diǎn)。通訊距離設(shè)計(jì)考慮不超過1kM.。

3).站內(nèi)通信網(wǎng)應(yīng)滿足組合靈活、可擴(kuò)展性好、具有較好的開放性以及調(diào)試維修方便的要求。宜采用總線形網(wǎng)絡(luò)。

4).通信媒介的選用原則是盡量采用光纖，考慮到工程的經(jīng)濟(jì)性，仍可采用電纜作為主要的通信媒介，但電纜接口一般設(shè)有隔離變壓器，以抑制共模干擾.

5).站內(nèi)通信網(wǎng)的協(xié)議及規(guī)約應(yīng)盡量符合國(guó)家及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn).

6).站內(nèi)通信網(wǎng)的站級(jí)通信網(wǎng)由于處于較佳的運(yùn)行環(huán)境，其信息流較大(分布式集中布置)，故可采用高速網(wǎng);段級(jí)通信網(wǎng)根據(jù)實(shí)際工程需要，并且可能處于運(yùn)行環(huán)境比較惡劣(分布式分散布置)，因?qū)嶋H的信息量不是很大，可考慮慢速網(wǎng)(如現(xiàn)場(chǎng)總線或485通信方式)的環(huán)境。

4.3 實(shí)際工程設(shè)計(jì)的考慮

為了使實(shí)際工程工作可靠，維護(hù)方便，擴(kuò)展靈活，易于用戶操作和管理，在系統(tǒng)不同的層次，需解決不同的問題。

1).前置智能單元

前置智能單元是系統(tǒng)的基層，執(zhí)行系統(tǒng)最基本的功能，如保護(hù)、測(cè)量、控制等。我們希望這些基層模塊盡量不受網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的影響，特別是繼電保護(hù)裝置，要求在無網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)下能完成保護(hù)的基本功能，因此在設(shè)計(jì)基層裝置時(shí)，盡量采用自成一體的辦法。

為了提高基層功能模塊的質(zhì)量，盡量采用通用化的模塊，因此硬件平臺(tái)的模塊化設(shè)計(jì)，在基層尤為重要。本著這種思想設(shè)計(jì)出有限品種的模塊，拼裝成不同的功能裝置，這對(duì)模塊設(shè)計(jì)成本的降低、生產(chǎn)的組織等均具有好處。

在實(shí)際應(yīng)用中，為了減少基層模塊軟件對(duì)工程的依賴性(即工程有關(guān)部分的軟件)，一種辦法將與工程有關(guān)的軟件改成系統(tǒng)配置文件存于可擦寫的存儲(chǔ)器內(nèi)，另一種辦法是將與工程有關(guān)的(例如通信規(guī)約)軟件用一個(gè)獨(dú)立的模塊來實(shí)現(xiàn)。

2).網(wǎng)絡(luò)通信層

為了保證網(wǎng)絡(luò)層的完好，應(yīng)該注意對(duì)網(wǎng)絡(luò)層的監(jiān)視，這可以從后臺(tái)和前置兩個(gè)層次來實(shí)現(xiàn)，在硬件條件比較好的地方，可以采取兩個(gè)獨(dú)立通訊網(wǎng)絡(luò)工作，或同時(shí)工作，或者互為備用。

3).后臺(tái)監(jiān)控

后臺(tái)監(jiān)控的操作、管理、維護(hù)是系統(tǒng)中用戶最關(guān)心的問題，為了減少用戶對(duì)廠家的依賴，在后臺(tái)軟件的設(shè)計(jì)中特別要注意人機(jī)界面的友善性，操作要方便、易學(xué)、易懂，功能的開放性，當(dāng)系統(tǒng)中功能模塊的增加和減少或具有不同通信協(xié)議規(guī)約的設(shè)備加入，后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能方便的增加及刪除，操作也簡(jiǎn)單明了，不至于遇到上述問題時(shí)要修改后臺(tái)軟件。