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摘要：随着无人变电站的不断发展，对变电站的安全可靠运行又提出了更高的要求。文章介绍了分层递阶控制理论，阐述了分层递阶控制理论在集控站的实现形式和具体系统结构。根据实践证明，可以实现"管理集中，控制分散"的集散式控制。
关键词：分层递阶控制；集控站；集散式控制
1、引言
随着科技的发展，计算机监控系统性能的不断提高，集控站监控技术已经成熟，无人值守变电站越来越多。但是由于各个集控站之间相互独立，集控站之间信息不能进行交换与共享，这给电网监控和调度带来很大困难。为了解决上述问题，基于文献[1,2]电网调度自动化分层控制的优点，提出了使用分层递阶控制技术，实现分层分控的集控站监控系统管理模式。
2、分层递阶控制理论
分层递阶控制理论（Hierarchical Control）是一种认识和控制系统的方法论，其控制智能是根据分级管理系统中十分重要的"精度随智能降低而提高（Increasing Precision with Decreasing Intelligence，缩写为IPDI）"[3]的原理而逐级分配的。这种分级控制系统由组织层、协调层和执行层组成。同一级之间平行执行指令并且可以给下级传达指令，同时他们也要受到上一级的干预，子系统通过上一级交换信息，其系统结构图如图1所示。
3、分层递阶控制在集控站监控系统中的应用
3.1 分层递阶控制技术实现形式
分层递阶控制应用在集控站中，主要是指各无人值班变电站的所有信息都传送到集控站控制中心，地调值班员只负责监视主要的遥测点和遥信信息，集控站值班人员接受地调命令对各站实施远程操作。控制思想的实质是将一个大的控制系统按功能或结构进行层次分配，将全系统的监视和控制功能划属于不同的级别去完成，各级完成分配给它的功能，并将有关信息传递到上一级，接受上一级管理。综合控制功能由最高一级决策执行，各级的工作相互协调，力求整个控制系统达到最佳效果。
3.2 控制系统具体结构
根据分层递阶理论，集控站监控系统可以分为主控系统和分控系统。正常情况下，变电站的信息通过分控系统采集，然后再传给主控系统。主控系统的遥控命令也通过分控系统下达。当分控系统出现问题时，主控系统直接从变电站采集数据，对变电站进行直接控制。当主控系统出现故障时，各分控系统可独立控制，实现主分系统相互备用，系统结构图如图2所示。
图2集控站分层递阶监控结构图
该模式有两个特点：
(1) 数据流向清晰
上行数据流向：所有无人变电站的数据首先送到集控分站，然后将所有分控系统数据总控服务器，由总控集控系统选择重要信息传送到调度系统。
下行数据流向：控制信息主要由分控系统下达到受控的变电站，调度系统主要处理电网的安全、稳定和经济运行，指导主控系统进行电网操作控制，并不从事直接控制。
（2）系统稳定性可靠性提高
由于信息流向清晰，分控系统通道利用率高，所有变电站由两级控制，可靠性高。数据在主控层和分控层同时分布冗余存储，各种运行数据可以实现共享，同时同一级的集控站间可以通过总控系统实现数据交流[4]。
4、分层递阶控制在集控站中需要改进的方面
（1）通道运行的可靠性
由于集控站要从变电站接收大量的数据，数据采集终端很容易出现通道拥挤的情况。一旦发生故障，变电站将和集控站失去联系。因此通道的安全、稳定运行非常重要。
（2）分类报警
由于各个集控站所控制的变电站数量较多，而各变电站所用设备也不尽相同，出现事故报警时的信息必须分门别类的处理，既要区分是哪个站发生的，又要区分是哪类事故，还要区分是哪个事故严重。这些问题都要在同一时间进行处理，如何简单快速地提醒值班员采取相应的措施，是比较棘手的问题。
（3）遥信误报
集控站收发的信号有可能出现误报，主要原因是由于采集设备或通道中断，通道上的数据受到干扰，主备系统切换投退等。如何使数据更加准确的传送到调度系统，是今后需要研究的一个课题。
5、结束语
分层递阶控制是现代控制系统的典型代表，它在集控站控制系统中的应用，方便地实现了人机交换，达到了"管理集中，控制分散"的目的。符合电力系统改革发展的需要，但也存在着急需完善的地方。只有不断的完善和发展分层递阶控制技术，才能为电力系统安全稳定运行提供强有力的保证。
参考文献：
[1]张明瑞.大型变电站计算机监控系统的开发与应用[J].电力系统及其自动化学报,2003,15(6):91-93.
[2]白建社,江秀臣,薛骏义.变电站自动化系统通用数据服务软件平台研究[J].电力系统及其自动化学报,2004,16(3):5-8.
[3]SARIDIS G N，VALAVANIES K P. Analytical design of intelligent machines[J]. Automatica，1988，24(2):123-133.
[4]徐蓉.一种基于分布结构的主分控集控站管理方法[J].电力系统及其自动化学报,2006,18(3),103-107.
作者简介：许强（1982-），男，汉族，山西河曲人，毕业于太原理工大学土木工程专业，现就职于大同供电分公司，助理工程师。
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
关键词：分层递阶控制；集控站；集散式控制
1、引言
随着科技的发展，计算机监控系统性能的不断提高，集控站监控技术已经成熟，无人值守变电站越来越多。但是由于各个集控站之间相互独立，集控站之间信息不能进行交换与共享，这给电网监控和调度带来很大困难。为了解决上述问题，基于文献[1,2]电网调度自动化分层控制的优点，提出了使用分层递阶控制技术，实现分层分控的集控站监控系统管理模式。
2、分层递阶控制理论
分层递阶控制理论（Hierarchical Control）是一种认识和控制系统的方法论，其控制智能是根据分级管理系统中十分重要的"精度随智能降低而提高（Increasing Precision with Decreasing Intelligence，缩写为IPDI）"[3]的原理而逐级分配的。这种分级控制系统由组织层、协调层和执行层组成。同一级之间平行执行指令并且可以给下级传达指令，同时他们也要受到上一级的干预，子系统通过上一级交换信息，其系统结构图如图1所示。
3、分层递阶控制在集控站监控系统中的应用
3.1 分层递阶控制技术实现形式
分层递阶控制应用在集控站中，主要是指各无人值班变电站的所有信息都传送到集控站控制中心，地调值班员只负责监视主要的遥测点和遥信信息，集控站值班人员接受地调命令对各站实施远程操作。控制思想的实质是将一个大的控制系统按功能或结构进行层次分配，将全系统的监视和控制功能划属于不同的级别去完成，各级完成分配给它的功能，并将有关信息传递到上一级，接受上一级管理。综合控制功能由最高一级决策执行，各级的工作相互协调，力求整个控制系统达到最佳效果。
3.2 控制系统具体结构
根据分层递阶理论，集控站监控系统可以分为主控系统和分控系统。正常情况下，变电站的信息通过分控系统采集，然后再传给主控系统。主控系统的遥控命令也通过分控系统下达。当分控系统出现问题时，主控系统直接从变电站采集数据，对变电站进行直接控制。当主控系统出现故障时，各分控系统可独立控制，实现主分系统相互备用，系统结构图如图2所示。
图2集控站分层递阶监控结构图
该模式有两个特点：
(1) 数据流向清晰
上行数据流向：所有无人变电站的数据首先送到集控分站，然后将所有分控系统数据总控服务器，由总控集控系统选择重要信息传送到调度系统。
下行数据流向：控制信息主要由分控系统下达到受控的变电站，调度系统主要处理电网的安全、稳定和经济运行，指导主控系统进行电网操作控制，并不从事直接控制。
（2）系统稳定性可靠性提高
由于信息流向清晰，分控系统通道利用率高，所有变电站由两级控制，可靠性高。数据在主控层和分控层同时分布冗余存储，各种运行数据可以实现共享，同时同一级的集控站间可以通过总控系统实现数据交流[4]。
4、分层递阶控制在集控站中需要改进的方面
（1）通道运行的可靠性
由于集控站要从变电站接收大量的数据，数据采集终端很容易出现通道拥挤的情况。一旦发生故障，变电站将和集控站失去联系。因此通道的安全、稳定运行非常重要。
（2）分类报警
由于各个集控站所控制的变电站数量较多，而各变电站所用设备也不尽相同，出现事故报警时的信息必须分门别类的处理，既要区分是哪个站发生的，又要区分是哪类事故，还要区分是哪个事故严重。这些问题都要在同一时间进行处理，如何简单快速地提醒值班员采取相应的措施，是比较棘手的问题。
（3）遥信误报
集控站收发的信号有可能出现误报，主要原因是由于采集设备或通道中断，通道上的数据受到干扰，主备系统切换投退等。如何使数据更加准确的传送到调度系统，是今后需要研究的一个课题。
5、结束语
分层递阶控制是现代控制系统的典型代表，它在集控站控制系统中的应用，方便地实现了人机交换，达到了"管理集中，控制分散"的目的。符合电力系统改革发展的需要，但也存在着急需完善的地方。只有不断的完善和发展分层递阶控制技术，才能为电力系统安全稳定运行提供强有力的保证。
参考文献：
[1]张明瑞.大型变电站计算机监控系统的开发与应用[J].电力系统及其自动化学报,2003,15(6):91-93.
[2]白建社,江秀臣,薛骏义.变电站自动化系统通用数据服务软件平台研究[J].电力系统及其自动化学报,2004,16(3):5-8.
[3]SARIDIS G N，VALAVANIES K P. Analytical design of intelligent machines[J]. Automatica，1988，24(2):123-133.
[4]徐蓉.一种基于分布结构的主分控集控站管理方法[J].电力系统及其自动化学报,2006,18(3),103-107.
作者简介：许强（1982-），男，汉族，山西河曲人，毕业于太原理工大学土木工程专业，现就职于大同供电分公司，助理工程师。
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