学文网自动化系统论文第1篇
[论文摘要]简单回顾模糊控制、神经网络控制、专家系统控制、线性最优控制、综合智能控制等典型智能技术在电力系统自动化中的运用。
电力系统是一个巨维数的典型动态大系统，它具有强非线性、时变性且参数不确切可知，并含有大量未建模动态部分。电力系统地域分布广阔，大部分元件具有延迟、磁滞、饱和等等复杂的物理特性，对这样的系统实现有效控制是极为困难的。另一方面，由于公众对新建高压线路的不满情绪日益增加，线路造价，特别是走廊使用权的费用日益昂贵等客观条件的限制，以及电力网的不断增大，使得人们对电力系统的控制提出了越来越高的要求。正是由于电力系统具有这样的特征，一些先进的控制手段不断地引入电力系统。本文回顾了模糊控制、神经网络控制、专家系统控制、线性最优控制、综合智能控制等五种典型智能技术在电力系统中的运用。
一、模糊控制
模糊方法使控制十分简单而易于掌握，所以在家用电器中也显示出优越性。建立模型来实现控制是现代比较先进的方法，但建立常规的数学模型，有时十分困难，而建立模糊关系模型十分简易，实践证明它有巨大的优越性。模糊控制理论的应用非常广泛。例如我们日常所用的电热炉、电风扇等电器。这里介绍斯洛文尼亚学者用模糊逻辑控制器改进常规恒温器的例子。电热炉一般用恒温器（thermostat）来保持几挡温度，以供烹饪者选用，如60，80，100，140℃。斯洛文尼亚现有的恒温器在100℃以下的灵敏度为±7℃，即控制器对±7℃以内的温度变化不反应；在100℃以上，灵敏度为±15℃。因此在实际应用中，有两个问题：①冷态启动时有一个越过恒温值的跃升现象；②在恒温应用中有围绕恒温摆动振荡的问题。改用模糊控制器后，这些现象基本上都没有了。模糊控制的方法很简单，输入量为温度及温度变化两个语言变量。每个语言的论域用5组语言变量互相跨接来描述。因此输出量可以用一张二维的查询表来表示，即5×5=25条规则，每条规则为一个输出量，即控制量。应用这样一个简单的模糊控制器后，冷态加热时跃升超过恒温值的现象消失了，热态中围绕恒温值的摆动也没有了，还得到了节电的效果。在热态控制保持100℃的情况下，33min内，若用恒温器则耗电0.1530kW·h，若用模糊逻辑控制，则耗电0.1285kW·h，节电约16.3%，是一个不小的数目。在冷态加热情况下，若用恒温器加热，则能很快到达100℃，只耗电0.2144kW·h，若用模糊逻辑控制，达到100℃时需耗电0.2425kW·h。但恒温器振荡稳定到100℃的过程，耗电0.1719kW·h，而模糊逻辑控制略有微小的摆动，达到稳定值只耗电0.083kW·h。总计达100℃恒温的耗电量，恒温器需用0.3863kW·h，模糊逻辑控制需用0.3555kW·h，节电约15.7%。
二、神经网络控制
人工神经网络从1943年出现，经历了六、七十年代的研究低潮发展到现在，在模型结构、学习算法等方面取得了大量的研究成果。神经网络之所以受到人们的普遍关注，是由于它具有本质的非线性特性、并行处理能力、强鲁棒性以及自组织自学习的能力。神经网络是由大量简单的神经元以一定的方式连接而成的。神经网络将大量的信息隐含在其连接权值上，根据一定的学习算法调节权值，使神经网络实现从m维空间到n维空间复杂的非线性映射。目前神经网络理论研究主要集中在神经网络模型及结构的研究、神经网络学习算法的研究、神经网络的硬件实现问题等。
三、专家系统控制
专家系统在电力系统中的应用范围很广，包括对电力系统处于警告状态或紧急状态的辨识，提供紧急处理，系统恢复控制，非常慢的状态转换分析，切负荷，系统规划，电压无功控制，故障点的隔离，配电系统自动化，调度员培训，电力系统的短期负荷预报，静态与动态安全分析，以及先进的人机接口等方面。虽然专家系统在电力系统中得到了广泛的应用，但仍存在一定的局限性，如难以模仿电力专家的创造性；只采用了浅层知识而缺乏功能理解的深层适应；缺乏有效的学习机构，对付新情况的能力有限；知识库的验证困难；对复杂的问题缺少好的分析和组织工具等。因此，在开发专家系统方面应注意专家系统的代价/效益分析方法问题，专家系统软件的有效性和试验问题，知识获取问题，专家系统与其他常规计算工具相结合等问题。
四、线性最优控制
最优控制是现代控制理论的一个重要组成部分，也是将最优化理论用于控制问题的一种体现。线性最优控制是目前诸多现代控制理论中应用最多，最成熟的一个分支。卢强等人提出了利用最优励磁控制手段提高远距离输电线路输电能力和改善动态品质的问题，取得了一系列重要的研究成果。该研究指出了在大型机组方面应直接利用最优励磁控制方式代替古典励磁方式。目前最优励磁控制的控制效果。另外，最优控制理论在水轮发电机制动电阻的最优时间控制方面也获得了成功的应用。电力系统线性最优控制器目前已在电力生产中获得了广泛的应用，发挥着重要的作用。但应当指出，由于这种控制器是针对电力系统的局部线性化模型来设计的，在强非线性的电力系统中对大干扰的控制效果不理想。
五、综合智能系统
综合智能控制一方面包含了智能控制与现代控制方法的结合，
自动化系统论文第2篇
1.开发周期长、成本高
计算机系统的管理更为复杂，要求专业化，并对系统的应用要求各业务单位是多种多样的，加上办公自动化管理系统是市场化程度低，可直接应用于企事业的软件缺陷，因此当系统的发展，可能可以从其他系统借力不大，需要新的发展，和一个时间周期长于正常发展，需要投入一定的人力和物力资源。另一方面，由于一些单位管理标准违规行为，在办公自动化管理系统的发展，遇到困难和阻力较大，需要重复的设计结构，造成人力和财务资源的巨大浪费。
2.系统通用性兼容性差
该系统需要不断更新和维护在应用过程中，由于维修人员技术水平的限制，导致文件不规范，通用性差的系统。体系文件同步系统投入使用后产生的，它是在工作过程中使用的办公自动化系统的设计和实施管理的人员，是后续工作载体。如果文档缺乏或不详细，将在项目管理实施的维护和管理对后期的使用上带来严重后果。
二、提高计算机系统信息管理的方法
办公自动化系统充分利用计算机一些技术来操作的，因此办公质量覆盖整个企事业单位办公的工作过程，涉及各部门的人员，管理，物流管理，包括文件管理，信息收集和分发，文件管理，监督和管理等，因此办公自动化系统的质量将对这些链接的重要影响。
1.采用科学化和工程化的方式进行系统开发
发展的科学和工程为导向的系统在办公自动化系统的发展方式，按照软件开发过程中的工程需要，通常需要按以下阶段：系统的软件工作流程设计；是否实施研究技术具有可行性；分析系统的用户需求；根据设计要求和技术要点，编程和调试的具体细节的详细设计；根据设计要实现的目标，维护更新必要的验收评价。为了确保系统设计的质量和发展和概要设计阶段的分析，需要投入足够的精力，因为这个阶段包括许多决定性的工作要做。因此，时代的发展必须根据实际需求和计算机的技术手段做深入调查安排，完成系统分析，制定出切实可行的系统目标。使用标准化程度高的软件开发工具和环境，可以保证降低错误率，提高开发效率，提高软件可移植性。
2.提高各级管理人员的信息化意识
参与有了办公自动化系统的开发人员，能够充分地实现办公自动化办公，系统的最终目的是实现管理的科学化，提高办公效率，让他们意识到需要对发展负责，鼓励他们积极地参与系统的开发和建设。作为领导者，需要从大局出发，了解系统的战略目标和信息需求，确定直接参与系统目标，有效地组织人民，金钱和物质的供应，确保良好的协调工作。最后，由于各级管理者主要是制度建设，他们更了解系统的应用程序和业务需求，知道如何设计可以使开发的系统易于操作，所以无论是质量标准需要评估他们的最终审批系统。
3.充分利用发挥内网微博的实时即用性
可应用于微博技术在办公自动化系统中，微博的实时播放功能的使用，最新的进展可以实时各部门；行***部门的最新通知实时；后勤部通过微博功能预警信息为第一次或讨论的话题。每一个员工办公自动化系统可以与公司相关的信息，信息共享，研究和讨论互动的工作，以充分发挥微博功能，促进单位同事相互理解，提高团队合作，相互作用的影响。
4.培养专业计算机技术队伍，提高管理水平
在开发系统主要由人事单位使用，所以应用效果是由管理单位的限制，整体水平影响很大，因此，使用单位需要设定一个合理的机制，健全和完善有关规章制度，明确岗位职责分工，使管理工作程序，服务更标准化，以提高管理质量管理和质量体系。
三、结语
自动化系统论文第3篇
关键词：水力发电系统，自动化
前言：
水利水电枢纽工程一般是综合利用的，往往同时承担着发电、防洪、航运、灌溉、渔业等多项任务，是一个复杂的大系统。要完成这样一个复杂系统，并使系统的综合效益最优，仅靠人工来进行控制，其困难是可想而之，即使是采用一些基于现场的设备的分散控制也很难达到目的，在这样的一个复杂系统中引入基于数据中心的集散控制势在必行。因此在水力发电工程中自动化系统则应该受到相应重视！
一，水力发电系统中存在的问题
在水力发电系统中，存在着如下几个问题。
1，控制、维护、管理三个技术领域发展极不平衡。
控制领域的自动化与信息化的发展相对最早，但是现有的管理自动化系统大多只处理财务管理、人事管理、物料管理等，很少涉及技术管理。维护领域的自动化与信息化发展时间最晚，目前只停留在计划维修和事后维修阶段，也即只处于手工化阶段。只是在90年代中期以来，国外才开始研究状态维修、预知维修、远程维修等技术，而在我国，则仅处于开始阶段。
2，控制、维护、管理三个技术领域互相分离。
即组织结构上三者属三个不同的部门，信息互不交流或很少交流，决策互不联系。实际上，各个领域的决策均有赖于其他两个领域的状况及信息。显然，三个领域相互分离是不合理的。
3，环境问题。
做任何事情都必须付出代价，同样水电工程也是如此，因此一些水力工程导致的环境问题可以归纳为以下两方面：（1）自然环境方面,工程兴建,对水文条件的改变,对水域床底形态的冲淤变化,对水质、小气候、地震、土壤和地下水的影响,对动植物、对水域中细菌藻类、对鱼类及其水生物的影响,对景观和上、中、下游及河口的影响等。
（2）社会环境方面,工程兴建对人口迁移,土地利用,人群的健康和文物古迹的影响以及因防洪、发电、航运、灌溉、旅游等产生的环境效益等。
二，解决水力发电自动化系统问题的一些建议
水力发电过程自动化的发展趋势正沿着为解决上述几个问题的方向发展，即一方面将控制、维护、管理三个领域提高到同一个智能化、信息化、自动化的水平；另一方面将三者集成为一个统一的信息系统，即智能控制－维护－管理集成系统。最后还要关注环境问题使得水力工程系统得到综合的最优利用：
1，集成化
集成化包括以下几层含义。功能集成即把控制、维护、管理三个功能集成为一个整体。今后，随着生产技术的发展，还可能把更多的功能集成起来。
目标集成即把性能、可靠性、效益等子目标集成为统一的目标，使企业整体最优、整体效益最大。
信息集成即把整个企业的各种信息有机地组成一个统一的系统。自然，在一个信息集成系统中，必须保证信息的统一性、协同性、互操作性，妥善解决信息的矛盾与冲突。
系统集成即从硬件角度而言，系统能根据本身需要，集各家之所长，采用不同供货商的产品，自然，这里要解决不同设备的互操作性问题；从软件角度而言，采用用户友好的基于***形的可视化组态软件构筑系统，既可用于仿真，亦可用于实时应用软件。
2，智能化
为使系统达到上述的目标，必须提高整个系统及其各个组成部分的智能度，即要实现检测智能化、操作智能化、决策智能化。所谓智能化，即整个系统、各个领域（控制、维护、管理）、与生产过程直接相连的检测装置、执行装置等，均具有目标分析、状态及故障分析、行为及态势分析、决策分析的能力。
3，分布化
在一个庞大的集成系统中，部署分布必须合理，包括任务分布化、智能分布化。集成与分布相结合才能使各个部分尽职尽责、保质保量、安全可靠，整个系统分工明确、信息互通、运行有序，从而使整个系统在整体上获得最优的性能（质量）、可靠性（可利用率）和效益（经济效益和社会效益）。
4，开放性
开放性包括如下几重含义：一个系统能博采众长，即选用不同供货单位且性能/价格比最合理的设备；根据发展的需要，在硬件上可以增加新的设备或子系统，在软件上可以增设新的功能，而且后者能与原来的系统构成完整的整体。这样，就大大提高了系统的可利用率，延长了使用周期或寿命。
5，促进水力发电系统的优化调度，实现可持续发展
水力发电自动化系统要结合发电、防洪、灌溉、航运、渔业等的优化调度，以达到综合效益最优。关键是为了使水力发电自动控制适应水资源的综合利用。例如可以进行：
（1）鱼道设置、大坝对上、下游生物的影响、景观设计等
（2）自动化系统设计从基于DDC的现场自动控制发展到基于数据库的管理中心集散控制，并结合发电、防洪、灌溉、航运、渔业等的优化调度，以达到综合效益最优。
因此结合具体水利工程进行探讨研究是十分必要的，这样有利于我国水力发电自动化系统的设计与建设。更有利于我国水利工程与环境持续、稳定、健康的发展。因此，在系统规划设计阶段,必须全面了解其对环境影响的各个方面和影响的大小,以便有针对性的对系统进行设计修改并且对环境面临的问题提出防治的措施。
三，结束语
自动化系统论文第4篇
在水力发电系统中，存在着如下几个问题。
1，控制、维护、管理三个技术领域发展极不平衡。
控制领域的自动化与信息化的发展相对最早，但是现有的管理自动化系统大多只处理财务管理、人事管理、物料管理等，很少涉及技术管理。维护领域的自动化与信息化发展时间最晚，目前只停留在计划维修和事后维修阶段，也即只处于手工化阶段。只是在90年代中期以来，国外才开始研究状态维修、预知维修、远程维修等技术，而在我国，则仅处于开始阶段。
2，控制、维护、管理三个技术领域互相分离。
即组织结构上三者属三个不同的部门，信息互不交流或很少交流，决策互不联系。实际上，各个领域的决策均有赖于其他两个领域的状况及信息。显然，三个领域相互分离是不合理的。
3，环境问题。
做任何事情都必须付出代价，同样水电工程也是如此，因此一些水力工程导致的环境问题可以归纳为以下两方面：（1）自然环境方面,工程兴建,对水文条件的改变,对水域床底形态的冲淤变化,对水质、小气候、地震、土壤和地下水的影响,对动植物、对水域中细菌藻类、对鱼类及其水生物的影响,对景观和上、中、下游及河口的影响等。
（2）社会环境方面,工程兴建对人口迁移,土地利用,人群的健康和文物古迹的影响以及因防洪、发电、航运、灌溉、旅游等产生的环境效益等。
二，解决水力发电自动化系统问题的一些建议
水力发电过程自动化的发展趋势正沿着为解决上述几个问题的方向发展，即一方面将控制、维护、管理三个领域提高到同一个智能化、信息化、自动化的水平；另一方面将三者集成为一个统一的信息系统，即智能控制－维护－管理集成系统。最后还要关注环境问题使得水力工程系统得到综合的最优利用：
1，集成化
集成化包括以下几层含义。功能集成即把控制、维护、管理三个功能集成为一个整体。今后，随着生产技术的发展，还可能把更多的功能集成起来。
目标集成即把性能、可靠性、效益等子目标集成为统一的目标，使企业整体最优、整体效益最大。
信息集成即把整个企业的各种信息有机地组成一个统一的系统。自然，在一个信息集成系统中，必须保证信息的统一性、协同性、互操作性，妥善解决信息的矛盾与冲突。
系统集成即从硬件角度而言，系统能根据本身需要，集各家之所长，采用不同供货商的产品，自然，这里要解决不同设备的互操作性问题；从软件角度而言，采用用户友好的基于***形的可视化组态软件构筑系统，既可用于仿真，亦可用于实时应用软件。
2，智能化
为使系统达到上述的目标，必须提高整个系统及其各个组成部分的智能度，即要实现检测智能化、操作智能化、决策智能化。所谓智能化，即整个系统、各个领域（控制、维护、管理）、与生产过程直接相连的检测装置、执行装置等，均具有目标分析、状态及故障分析、行为及态势分析、决策分析的能力。
3，分布化
在一个庞大的集成系统中，部署分布必须合理，包括任务分布化、智能分布化。集成与分布相结合才能使各个部分尽职尽责、保质保量、安全可靠，整个系统分工明确、信息互通、运行有序，从而使整个系统在整体上获得最优的性能（质量）、可靠性（可利用率）和效益（经济效益和社会效益）。
4，开放性
开放性包括如下几重含义：一个系统能博采众长，即选用不同供货单位且性能/价格比最合理的设备；根据发展的需要，在硬件上可以增加新的设备或子系统，在软件上可以增设新的功能，而且后者能与原来的系统构成完整的整体。这样，就大大提高了系统的可利用率，延长了使用周期或寿命。
5，促进水力发电系统的优化调度，实现可持续发展
水力发电自动化系统要结合发电、防洪、灌溉、航运、渔业等的优化调度，以达到综合效益最优。关键是为了使水力发电自动控制适应水资源的综合利用。例如可以进行：
（1）鱼道设置、大坝对上、下游生物的影响、景观设计等
（2）自动化系统设计从基于DDC的现场自动控制发展到基于数据库的管理中心集散控制，并结合发电、防洪、灌溉、航运、渔业等的优化调度，以达到综合效益最优。
因此结合具体水利工程进行探讨研究是十分必要的，这样有利于我国水力发电自动化系统的设计与建设。更有利于我国水利工程与环境持续、稳定、健康的发展。因此，在系统规划设计阶段,必须全面了解其对环境影响的各个方面和影响的大小,以便有针对性的对系统进行设计修改并且对环境面临的问题提出防治的措施。
三，结束语
自动化系统论文第5篇
关键字：归档，恢复，带库,存储池,策略域,层次存储管理
1．引言：
带库是理论上的无限量存储，适用于大容量视频数据的存储，在视音频服务器基础之上增加带库存储是一种更加高效安全的方式。
2．系统优势分析：
2．1可靠性：视频节目以数字的形式存储，不会象传统的录象带存储方式那样因为天长日久而有损失或失真；同时采用的多级故障自恢复技术，可以保证任一个服务器坏了，均可以用其余的视音频服务器把丢失的数据毫无损失的恢复出来，保证安全播出。
2．2效率：带库读出的数据通过SCSI通道进入带库管理系统，并行地按20MB/S存入缓冲区，然后通过DataMover把并行数据转换成串行的16OMb/S，再通过数据分配器，分别到100Mb/S自适应网络通道上进入视音频服务器。此种方式的速度是普通方式的3-20倍，若用12Mb/S播出方式，可达3-10倍的素材归档和恢复速度。
2．3跨平台：HDTV，SDI的MPEG-2的压缩数据流或DVB、ATSC的数据流均可按规定的格式正确地解读，装载到视音频服务器上用于播出。带库仅仅是存储数据，从带库至视频服务器的数据流通道并不改造数据。在我们早期准备的过程中发现不管是普通的VCD文件还是DVD文件，异或是MPG格式，均可正常播放，但是在传送的过程中，不可以对视频文件进行压缩，否则文件会丢失或由于另一种策略导致文件增大许多，不能达到预期的效果。
2．4管理策略：多种管理策略以保证存储的安全与有效，比如层次存储管理是把归档池，备份池，空间管理池，磁盘池按一定的层次进行存储，如果某个存储池空间不够，那么文件将直接存储到它的下一个层次存储池，这样就避免当某个存储池由于空间不足而造成的文件丢失或损坏。策略域管理，它定义归档/备份文件的保存时间，当再次归档/备份时是否将原来的文件覆盖，存储的目的地是哪一个存储池，存储过程中文件可否更改，归档/备份文件与哪种管理类相联系，当存储池中所存储的文件占用已达到总容量的多少才将文件转移到带库中。这些都是策略域规定好的，并不需要人手动执行，非常高效方便。
2．5网络化播出：充分利用现有的互联网络的优势，通过网络把素材完全共享，让一个客户端上载的素材供多个用户使用，这样的系统也会易于扩充。在网络上传输速度每秒可达1.5MB，感觉就象使用本地机器一样。通过网络存储管理服务，提供自动的，中心预定的，策略管理的备份，归档及空间管理。这样不仅可以提高工作人员效率，减少人力物力，保证节目的播出效果，还可对节目进行安全有效的管理。
3．系统实现方案：
此套系统是在视音频服务器的基础上增加了带库服务器，还有相关的数据库服务器。
3．1软件平台：服务器端是：WindowsNTServer4.0，SybaseSystem11，TivoliStorageManager。工作站端是：WindowsNTWorkstation，SybaseSystem11，VisualC++6.0，Delphi4.0，Infopower4.0。
3．2硬件平台框架***：
3．2．1主备服务器
它是网络中心数据库。由众多的数据模型组成。为了保证高可靠性，采用了双机热备份方式。主备机运行时互相实时检测。任何一台服务器出现故障时，可完成自动检测，自动切换，再线修复。
3．2．2主备播出机
为了保证高可靠性，每个播出频道均采用主备播出机同步播出控制。主备播出机在未进行播出前，它与服务器网络相连，可以服务器中调出播出表单，也可在播出机上现做播出单，一旦主备播出机开播，播出站自动与网络断开，网络中的任何异常均不会影响播出控制的正常进行。
3．3．3.准备站
可有多台准备站。它主要完成以下几项任务：视音频服务器和档案库中的素材是大量的。可达几万或十几万条索引素材库管理维护，如何维护管理，方便使用极为重要。准备站中有专门的素材库管理，提供了素材的编辑、检索、预览等功能，更好的管理资产，最大限度的发挥投资效益。或把带库中的素材根据播出需求上载到视音频服务器中，用于准备播出。
4．软件包功能模块举例：数据上载软件包（VTR驱动、素材信息入库）
5．软件界面介绍：界面一，素材之间进行交换，使用两个视音频服务器可以减少素材的多次上载，提高空间利用率。界面二，素材归档，把目前不需要的视频素材传送到带库中，等到将来需要的时候再重新上载。归档过程如下，文档管理系统接受自动播出系统的归档命令后，首先在视频服务器中查找要归档的文件，并作好归档准备；向数字中心存储带库查询空间，并检索是否有重复的归档文件；建立读写DMA处理；归档处理。完毕后，向自动播出控制系统返回应答信号。界面三是素材恢复，把在带库中存在而视频服务器上目前没有的素材送回视音频服务器恢复数据过程与归档动作序列是类似的，区别在于数据的方向是从数据中心存储带库进入文档管理系统缓冲区，再从该缓冲区进入视音频服务器。事实上，归档与恢复过程可并行同时进行。
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素材归档界面
素材恢复界面
6．结束语：为了提高播出效率，自动化控制，网络化播出是未来发展的趋势，它不仅在可靠性上，而且在中心控制、数据共享、多频道播出、使用便捷等众多方面均比单机自动播出控制具有绝对优势。网络化自动播出控制系统，它可同时兼容模拟和数字的播控系统。国内北京有线电视台已经采用它,在国外大中电视台已得到广泛应用，也必将在国内逐步普及。
参考书目：
[1]刘松海著《VisualC++编程指南》国防工业出版社出版社1998.10
[2]IBMCorp著《TivoliStorageManagerOnlineInformation》IBMCorp2000.7
[3]国家广播电视总局《有线电视数字技术教程》有线电视技术杂志社2000.6
[4]夏云著《现代计算机网络技术与应用》科学出版社1998.11
[5]MarcoCantu著王辉译《Delphi高级开发指南》电子工业出版社1998.8
[6]Microsoft著希望***书创作室译《MicrosoftSQLServer6.5程序员指南》科学出版社1997.10
[7]微软公司著希望***书创作室译《MicrosoftWindowsNT4.0核心技术》宇航出版社1998.1
[8]董隽著《Delphi4使用与开发指南》人民邮电出版社1998.11
自动化系统论文第6篇
论文摘要:文章要介绍的是变电站综合自动化系统的发展趋势和重要性，提出了变电站综合自动化基本概念，并对系统结构、通讯方式和能实现的基本功能及变电站自动化的发展前景进行分析。
一、概述
电网是一个不可分割的整体，对整个电网的一、二次设备信息进行综合利用，对保证电网安全稳定运行具有重大的意义。变电站综合自动化是一项提高变电站安全、可靠稳定运行水平，降低运行维护成本，提高经济效益，向用户提供高质量电能服务的一项措施。随着自动化技术、通信技术、计算机和网络技术等高科技的飞速发展，一方面综合自动化系统取代或更新传统的变电站二次系统，已经成为必然趋势。另一方面，保护本身也需要自检查、故障录波、事件记录、运行监视和控制管理等更强健的功能。发展和完善变电站综合自动化系统，是电力系统发展的新的趋势。
二、系统结构
目前从国内、外变电站综合自动化的开展情况而言，大致存在以下几种结构：
（一）分布式系统结构
按变电站被监控对象或系统功能分布的多台计算机单功能设备，将它们连接到能共享资源的网络上实现分布式处理。系统结构的最大特点是将变电站自动化系统的功能分散给多台计算机来完成。分布式模式一般按功能设计，采用主从CPU系统工作方式，多CPU系统提高了处理并行多发事件的能力，解决了CPU运算处理的瓶颈问题。各功能模块(通常是多个CPU)之间采用网络技术或串行方式实现数据通信，选用具有优先级的网络系统较好地解决了数据传输的瓶颈问题，提高了系统的实时性。分布式结构方便系统扩展和维护，局部故障不影响其他模块正常运行。该模式在安装上可以形成集中组屏或分层组屏两种系统组态结构，较多地使用于中、低压变电站。分布式变电站综合自动化系统自问世以来，显示出强大的生命力。目前，还存在在抗电磁干扰、信息传输途径及可靠性保证上的问题等。
（二）集中式系统结构
集中式一般采用功能较强的计算机并扩展其I／O接口，集中采集变电站的模拟量和数量等信息，集中进行计算和处理，分别完成微机监控、微机保护和自动控制等功能。由前置机完成数据输入输出、保护、控制及监测等功能，后台机完成数据处理、显示、打印及远方通讯等功能。目前国内许多的厂家尚属于这种结构方式，这种结构有以下不足：
前置管理机任务繁重、引线多，降低了整个系统的可靠性，若前置机故障，将失去当地及远方的所有信息及功能。
软件复杂，修改工作量大，系统调试烦琐。
组态不灵活，对不同主接线或规模不同的变电站，软、硬件都必须另行设计，工作量大并且扩展一些自动化需求的功能较难。
（三）分层分布式结构
按变电站的控制层次和对象设置全站控制级——变电站层(站级测控单元)和就地单元控制级——间隔层(间隔单元）的二层式分布控制系统结构。也可分为三层，即变电站层、通信层和间隔层。
这种结构相比集中式处理的系统具有以下明显的优点：
可靠性提高，任一部分设备故障只影响局部，即将“危险”分散，当站级系统或网络故障，只影响到监控部分，而最重要的保护、控制功能在段级仍可继续运行；段级的任一智能单元损坏不应导致全站的通信中断，比如长期霸占全站的通信网络。
可扩展性和开放性较高，利于工程的设计及应用。站内二次设备所需的电缆大大减少，节约投资也简化了调试维护。
三、常见通讯方式
目前国内常采用以太网通讯方式，在以太网出现之前，无论RS-232C、EIA-422/485都无法避免通信系统繁琐、通讯速度缓慢的缺陷。现场总线的应用部分地缓解了便电站自动化系统对通信的需求，但在系统容量较大时依然显得捉襟见肘，以太网的应用，使通讯问题迎刃而解。常见的通讯方式有：
双以太网、双监控机模式，主要是用于220-500kV变，在实现上可以是双控机+双服务器方式，支撑光/电以太网；单以太网，双/单监控机模式；双LON网，双监控机模式；单LON网，双/单监控机模式。
四、变电站自动化系统应能实现的功能
微机保护：是对站内所有的电气设备进行保护，包括线路保护，变压器保护，母线保护，电容器保护及备自投，低频减载等安全自动装置。各类保护应具有下列功能：故障记录；存储多套定值；显示和当地修改定值；与监控系统通信。根据监控系统命令发送故障信息，动作序列。当前整定值及自诊断信号。接收监控系统选择或修改定值，校对时钟等命令。通信应采用标准规约。
数据采集及处理功能：包括状态数据，模拟数据和脉冲数据
状态量采集。状态量包括：断路器状态，隔离开关状态，变压器分接头信号及变电站一次设备告警信号、事故跳闸总信号、预告信号等。目前这些信号大部分采用光电隔离方式输入系统，也可通过通信方式获得。模拟量采集。常规变电站采集的典型模拟量包括：各段母线电压、线路电压，电流和有功、无功功率值。馈线电流，电压和有功、无功功率值。
事件记录和故障录波测距。事件记录应包含保护动作序列记录，开关跳合记录。
变电站故障录波可根据需要采用两种方式实现，一是集中式配置专用故障录波器，并能与监控系统通信。另一种是分散型，即由微机保护装置兼作记录及测距计算，再将数字化的波型及测距结果送监控系统由监控系统存储和分析。
控制和操作功能。操作人员可通过后台机屏幕对断路器，隔离开关，变压器分接头，电容器组投切进行远方操作。为了防止系统故障时无法操作被控设备，在系统设计时应保留人工直接跳合闸手段。
防误闭锁功能。系统的自诊断功能
系统内各插件应具有自诊断功能，并把数据送往后台机和远方调度中心。对装置本身实时自检功能，方便维护与维修，可对其各部分采用查询标准输入检测等方法实时检查，能快速发现装置内部的故障及缺陷，并给出提示，指出故障位置。
数据处理和记录。历史数据的形成和存储是数据处理的主要内容，它包括上一级调度中心，变电管理和保护专业要求的数据，主要有：
断路器动作次数；断路器切除故障时截断容量和跳闸操作次数的累计数；输电线路的有功、无功，变压器的有功、无功、母线电压定时记录的最大，最小值及其时间；***负荷有功、无功，每天的峰谷值及其时间；控制操作及修改整定值的记录。
根据需要，该功能可在变电站当地全部实现，也可在远动操作中心或调度中心实现。
人机联系系统的自诊断功能。系统内各插件应具有自诊断功能，自诊、断信息也像被采集的数据一样周期性地送往后台机和远方调度中心或操作控制中心与远方控制中心的通信。
本功能在常规远动“四遥”的基础上增加了远方修改整定保护定值、故障录波与测距信号的远传等，其信息量远大于传统的远动系统。还应具有同调度中心对时，统一时钟的功能和当地运行维护功能。
自动化系统论文第7篇
论文摘要：当今世界，在变电站自动化领域中，智能化电气的发展，特别是智能化开关、光电式互感器等机电一体化设备的出现，变电站自动化技术即将进入数字化新阶段。本文论述了数字化变电站自动化系统的特征、结构及功能划分等。
经过几十年的发展,变电站自动化技术已经达到了一定的水平，在我国城乡电网改造与建设中不仅中低压变电站采用了自动化技术实现无人值班，而且在220kV及以上的超高压变电站建设中也大量采用自动化新技术，从而大大提高了电网建设的现代化水平，增强了输配电和电网调度的可能性，降低了变电站建设的总造价，这已经成为不争的事实。然而，技术的发展是没有止境的，随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备***状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟，以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用，势必对已有
的变电站自动化技术产生深刻的影响，全数字化的变电站自动化系统即将出现。
一数字化变电站自动化系统的特点
(1）智能化的一次设备
通常一次设备被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路采用微处理器和光电技术设计，简化了常规机电式继电器及控制回路的结构，数字程控器及数字公共信号网络取代传统的导线连接。换言之，变电站二次回路中常规的继电器及其逻辑回路被可编程序代替，常规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤代替。
(2)网络化的二次设备
变电站内常规的二次设备，如继电保护装置、防误闭锁装置、测量控制装置、远动装置、故障录波装置、电压无功控制、同期操作装置以及正在发展中的***状态检测装置等全部基于标准化、模块化的微处理机设计制造，设备之间的连接全部采用高速的网络通信，二次设备不再出现常规功能装置重复的I/O现场接口，通过网络真正实现数据共享、资源其享，常规的功能装置在这里变成了逻辑的功能模块。
(3)自动化的运行管理系统
变电站运行管理自动化系统应包括电力生产运行数据、状态记录统计无纸化；数据信息分层、分流交换自动化；变电站运行发生故障时能即时提供故障分析报告，指出故障原因，提出故障处理意见；系统能自动发出变电站设备检修报告，即常规的变电站设备“定期检修”改变为“状态检修”。
二数字化变电站自动化系统的结构
在变电站自动化领域中，智能化电气的发展，特别是智能开关、光电式互感器机电一体化设备的出现，变电站自动化技术进入了数字化的新阶段。在高压和超高压变电站中，保护装置、测控装置、故障录波及其他自动装置的I/O单元，如A/D变换、光隔离器件、控制操作回路等将割列出来作为智能化一次设备的一部分。反言之，智能化一次设备的数字化传感器、数字化控制回路代替了常规继电保护装置、测控等装置的I/O部分；而在中低压变电站则将保护、监控装置小型化、紧凑化，完整地安装在开关柜上，实现了变电站机电一体化设计。
数字化变电站自动化系统的结构在物理上可分为两类，即智能化的一次设备和网络化的二次设备；在逻辑结构上可分为三个层次，根据IEC6185A通信协议草案定义，这三个层次分别称为“过程层”、“间隔层”、“站控层”。
过程层是一次设备与二次设备的结合面，或者说过程层是指智能化电气设备的智能化部分。过程层的主要功能分三类：（1）电力运行实时的电气量检测；（2）运行设备的状态参数检测；（3）操作控制执行与驱动。间隔层设备的主要功能是：（1）汇总本间隔过程层实时数据信息；（2）实施对一次设备保护控制功能；（3）实施本间隔操作闭锁功能；（4）实施操作同期及其他控制功能；（5）对数据采集、统计运算及控制命令的发出具有优先级别的控制；（6）承上启下的通信功能，即同时高速完成与过程层及站控层的网络通信功能。必要时，上下网络接口具备双口全双工方式，以提高信息通道的冗余度，保证网络通信的可靠性。
站控层的主要任务是：（1）通过两级高速网络汇总全站的实时数据信息，不断刷新实时数据库，按时登录历史数据库；（2）按既定规约将有关数据信息送向调度或控制中心；（3）接收调度或控制中心有关控制命令并转间隔层、过程层执行；（4）具有***可编程的全站操作闭锁控制功能；（5）具有（或备有）站内当地监控，人机联系功能，如显示、操作、打印、报警，甚至***像，声音等多媒体功能；（6）具有对间隔层、过程层诸设备的***维护、***组态，***修改参数的功能；（7）具有（或备有）变电站故障自动分析和操作培训功能。
三数字化变电站自动化系统中的网络选型
网络系统是数字化变电站自动化系统的命脉，它的可靠性与信息传输的快速性决定了系统的可用性。常规变电站自动化系统中单套保护装置的信息采集与保护算法的运行一般是在同一个CPU控制下进行的，使得同步采样、A/D转换，运算、输出控制命令整个流程快速，简捷，而全数字化的系统中信息的采样、保护算法与控制命令的形成是由网络上多个CPU协同完成的，如何控制好采样的同步和保护命令的快速输出是一个复杂问题，其最基本的条件是网络的适应性，关键技术是网络通信速度的提高和合适的通信协议的制定。
如果采用通常的现场总线技术可能不能胜任数字化变电站自动化的技术要求。目前以太网（ethernet）异***突起，已经进入工业自动化过程控制领域，固化OSI七层协议，速率达到100MHz的嵌入式以太网控制与接口芯片已大量出现，数字化变电站自动化系统的两级网络全部采用100MHz以太网技术是可行的。
四数字化变电站自动化系统发展中的主要问题
在三个层次中，数字化变电站自动化系统的研究正在自下而上逐步发展。目前研究的主要内容集中在过程层方面，诸如智能化开关设备、光电互感器、状态检测等技术与设备的研究开发。国外已有一定的成熟经验，国内的大专院校、科研院所以及有关厂家都投入了相当的人力进行开发研究，并且在某些方面取得了实质性的进展。但归纳起来，目前主要存在的问题是：（1）研究开发过程中专业协作需要加强，比如智能化电器的研究至少存在机、电、光三个专业协同攻关；（2）材料器件方面的缺陷及改进；（3）试验设备、测试方法、检验标准，特别是EMC（电磁干扰与兼容）控制与试验还是薄弱环节。