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一、引言
20世纪90年代初期，微机继电保护的实际应用以及国外技术和产品的引进，促进了国内厂站自动化技术的飞速发展。从5OOkV和75OkV的高压及超高压站，至lOkV的馈线自动化、各种不同用途的工业用户变电站，以及各种装机容量的发电厂，几乎都在建设初期或后来改造的过程中采用所谓"厂站综合自动化系统"或类似产品。不可否认，这一技术的推广应用对于提高我国电力系统自动化的整体技术水平，保证发、输、配电的可靠性与安全性，提高电网运行效率等诸方面都发挥了积极作用。
纵观厂站自动化技术的发展过程，人们不可能满足于目前己经取得的进步，总是对将来的发展趋势进行着各种研究与预期。本文旨在回顾该领域的发展历程，对这一技术在今后一段时期内的发展趋势进行探讨。
二、厂站自动化技术的发展历程
2.1 早期的厂站远动技术
早期远动设备由以下3部分组成。
a. 被控站远动设备，即厂站远动设备(RTU)。它包括远动主设备、调制解调器和过程设备3部分。过程设备又包括信息输入设备(如变送器等)、信息输出设备(如执行盘等)以及调节器。
过程设备面向电力生产过程，它把强电特性的信息转换为电子技术能处理的小信号，或相反。厂站的各种告警、状态和位置信号经过光电隔离转换之后送入主设备，测量量来自电压和电流互感器，经变送器转换为直流电压或电流信号后送A/D转换，再经主设备的组合逻辑和时序逻辑电路处理之后，按一定的通信协议发往控制站。如果有遥控或遥调命令，则由控制站发出，被控站接收后输出给执行盘、调节器，以控制电力生产过程。
b. 控制站远动设备，包括远动主设备、调制解调器以及人机设备3部分。人机设备有模拟屏、数字显示设备、打印机、记录仪表及控制操作台等。
控制站远动设备又称主站。它接收被控站送来的遥测、遥信信息，经处理后反映到模拟屏、数字显 示设备、打印机及记录仪表上，让调度员通过操作控制台发出命令，送往被控站，进行遥控、遥调操作。
c. 远动通道，包括控制站和被控站的调制解调器(Modem)和传输线路。远动通道义称数据电路，通常通过远程通信系统来实现。
最早用于电力工业的远动设备以电话继电器、步进器和电子管为主要元器件组成。随着半导体技术的发展，20世纪60年代开始出现晶体管无触点式远动设备，70年代出现集成电路远动设备。这一阶段的远动设备有以下主要特点:①不涉及软件，设备由硬件制造，即为非智能硬线逻辑方式;②核心硬件是晶体管以及中小规模集成电路芯片，其中晶体管开始采用锗管，后来过渡到硅管，而集成电路芯片开始采用PMOS技术的芯片，后来发展为CMOS技术和TTL技术;③其设计理念是面向全厂或全站，而不面向间隔或元件，因此无一例外是采用集中组屏方式;④置于厂站端的终端设备与置于远方控制中心或调度中心的接收设备均为一对一方式；⑤远动设备内部各部分之间以并行接口技术为主，很少或几乎不便用串行接口技术;⑥与远方控制中心或调度中心之间的通信以电力线载波技术为主，且多为复用;⑦大部分远动设备只完成遥测与遥信功能，少部分兼具遥控、遥调的所谓“四遥”功能。
2.2 中期的厂站远动(监控)技术【1～3】
20世纪80年代到90年代前几年，由于微处理器芯片(CPU)和各种作为外围电路的大规模集成电路的出现与运用，以及远动设备与个人计算机 (PC)的结合，出现了所谓数据采集与监控 (SCADA——upervisory control and data acquisition)系统。广义的SCADA系统不仅包括这里所述的远动设备，也包括调度自动化中完整的主站系统。这意味着远动向提高传输速度、提高编译码的检、纠错能力以及应用智能控制技术对所采集的数据进行预处理和正确性校验等方向发展。因此，远动一词也逐渐为监控所取代。
中期的远动技术有如下主要特点:①以单或多CPU(8，16，32位)和嵌入式软件为核心;②PC机的应用极大地提高了远动设备的应用水平，拓宽了人机联系的范围和远动技术的应用空间;③在采用多CPU设计时，设备内部逐渐从并行接口技术转向以串行接口技术为主;④设计理念仍然面向全厂或全站，所以仍然采用集中组屏方式;⑤厂站端内的终端设备与远方控制中心或调度中心的接收设备，逐步从一对一方式发展为一对N方式，即1台或2台前置接收设备可以接收多达32个以上的厂站端设备的信息;⑥与远方控制中心或调度中心之间的通信方式，除了电力线载波之外，还有诸如微波、特高频、公共电信网、光纤等多种方式;⑦远动功能由“二遥”发展到“四遥”，且增添了若干附加功能。
远动接口共有3种，即:被控站的远动设备与过程设备的接口;远动设备与调制解调器接口;主控站的远动设备与人机设备接口。这些设备上的输入、输出接口必须具有符合标准规定的物理特点。
2.3 当前的厂站自动化技术【4，5】
20世纪末到21世纪初，随着半导体芯片技术、通信技术以及计算机技术的飞速发展，分层分布式的自动化系统结构被广泛采用。由于传统上相当独立的远动和继电保护的逐步统一，远动技术就上升到了一个完全崭新的高度，其传统概念与内涵也有了质的不同。我们把这样的技术称为厂站自动化技术，由此而诞生的系统(不是一个装置)称之为厂站自动化系统，目前还在继续发展之中。由此可以看出，本文所述的厂站自动化系统，广义上讲，不仅包含传统的远动(监控)系统，也包含继电保护装置与系统及若干附属设备。
当前厂站自动化技术的主要特点有：①以国际电工委员会(IEC)关于变电站的结构规范为准，真正以分层分布式结构取代传统的集中式;②把厂站分为3个层次，即厂站层、间隔层以及过程层，在设计理念上不是以整个厂站作为设备所要面对的目标，而是以间隔和元件作为设计的依据，在中低压系统中，采用物理结构和电气特性完全独立，功能上既考虑测控又涉及继电保护，这样的测控保护综合单元对应一次系统中的间隔出线或发电机、变压器、电容器、电抗器等电气元件，而高压与超高压系统，则以独立的测控单元对应高压或超高压系统中的间隔和元件;③厂站层主单元的硬件以高档32位工业级模件作为核心，配有大容量内存、闪存以及电子固态盘和嵌入式软件，构成所谓嵌入式系统;④现场总线的兴起以及光纤通信的应用为功能上的分布和地理上的分散提供了物质基础；⑤网络，尤其是基于TCP/IP的以太网，在厂站自动化系统中广泛应用; ⑥智能电子装置(IED—intelligent electronic device)的大量运用，诸如继电保护装置、自动装置、电源、五防、电子电能表等均可视为IED而纳入一个统一的厂站自动化系统之中;⑦与继电保护、各种IED、远方调度控制中心交换数据所使用的通信协议更加与国际接轨。
三、厂站自动化技术的发展趋势
发电厂和变电站中的自动化技术发展到今天的以分层分布为主要特征的所谓综合自动化技术，伴随着科学技术的不断进步，还处于方兴禾艾的状态，其发展趋势大致包括如下几个方面。
3.1 电子、计算机、通信技术加速了厂站自动化技术的发展
3.1.1 智能电子装置的兴起
20世纪末兴起的IED在工业自动化领域获得了广泛的应用，在电力自动化方面也不例外。IED实际上就是一台具有微处理器、输入输出部件以及串行通信接口，并能满足各种不同的工业应用环境的嵌入式装置，它的软件则因应用场合的不同而不同，比较典型的IED如电子电能表、智能电量传感器、各类可编程逻辑控制器(PLC)等。按照这一定义，厂站自动化系统中的间隔层测控装置、继电保护装置、测控保护综合装置、RTU等都可以作为IED来对待。各种IED之间一般采用工业现场总线，也有采用工业以太网接口的，其信息交换的协议则因应用环境的不同而有所区别。这里特别要指出的是，PLC在厂站自动化领域的应用有逐步扩大的趋势。PLC作为一种比较经典的工业自动化产品已有相当的应用历史，目前还在发展与改进之中，但在电力自动化行业，过去相当长一段时间，除了电厂自动化中的机组单元控制应用较为广泛外，在远动、继电保护领域则少有问津，国外文献偶有报道。近来，PLC在厂站自动化领域的应用有所扩大和深化，值得关注。
随着计算机技术的发展，IED或厂站自动化装置的硬件有"趋同"的发展趋势，即对于某类设备，对于采用某一硬件平台设计的厂家来说，其装置的硬件设计有一种相似的感觉，即所谓的"趋同"，其主要差别还在于软件设计。有些厂家为了增加硬件的保密性和专用性，开发了ASIC电路，有的使用了DSP芯片，这有可能成为硬件电路发展的一种方向。
3.1.2 现场总线和工业以太网的应用【6～9】
现场总线(Fieldbus)是近年来迅速发展起来的一种工业数据总线，它主要解决现场的IED