李想國網(wǎng)湖南省電力公司岳陽供電分公司

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電力監(jiān)控系統(tǒng)在智能變電站中的應(yīng)用

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國網(wǎng)湖南省電力公司岳陽供電分公司

摘要：智能變電站在電力系統(tǒng)發(fā)展的過程中已經(jīng)成為了一個非常重要的趨勢，同時其也成為了智能電網(wǎng)發(fā)展過程中一個十分關(guān)鍵的前提。在很多地區(qū)或者是局部電網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展中，為了更好的保證智能化管理以及節(jié)能的要求，變電站智能化應(yīng)用的深度和廣度都有非常明顯的提升，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的建設(shè)和發(fā)展實測我國的電網(wǎng)工程逐漸朝著系統(tǒng)化和環(huán)?；内厔莅l(fā)展，在智能變電站運行的過程中，采用電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠十分有效的增強變電站運行的安全性和可靠性。本文主要分析了電力監(jiān)控系統(tǒng)在智能變電站中的應(yīng)用，以供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：電力監(jiān)控；智能變電站；監(jiān)控系統(tǒng)

計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)都得到了十分顯著的發(fā)展，在這樣的情況下，智能變電站得到了非常顯著的發(fā)展，當前，我國的電網(wǎng)建設(shè)中也將智能變電站的建設(shè)當成了今后工作中非常關(guān)鍵的一部分。電力監(jiān)控系統(tǒng)在功能性上存在著非常明顯的優(yōu)勢，所以在智能變電站運行的過程中，其也得到了非常廣泛的應(yīng)用。這一系統(tǒng)的應(yīng)用可以使得系統(tǒng)運行更加安全可靠，降低了事故發(fā)生的可能性，從而也就減少了這一過程中需要承擔的經(jīng)濟損失，在某一角度上來說，其可以十分有效的提高智能變電站和電網(wǎng)管理的質(zhì)量。

1、電力監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式

智能監(jiān)控系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)形式可分為集中監(jiān)控系統(tǒng)模式、區(qū)域供電集中監(jiān)控系統(tǒng)模式和光纖自愈環(huán)網(wǎng)集中監(jiān)控系統(tǒng)模式。下面分別介紹這3種系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能特點。

1.1集中監(jiān)控系統(tǒng)模式

這種模式比較適合使用在供電范圍集中性相對比較強、監(jiān)控對象并不是很多的電力監(jiān)控系統(tǒng)當中，系統(tǒng)在運行的過程中采用的是分層分布式樣的結(jié)構(gòu)，同時其也可以分成三個部分，分別是間隔層設(shè)備、通信層設(shè)備和站控層設(shè)備。系統(tǒng)間隔層設(shè)備在運行的過程中采用的是危機綜合保護裝置、智能配電儀表和其他智能電子設(shè)備裝置。間隔層的設(shè)備都有RS-485通信接口，將Mobus通信協(xié)議在經(jīng)過了屏蔽雙絞線之后接入到通信管理機當中，通信管理機以及后臺架空主機主要是借助站級以太網(wǎng)來完成連接工作，系統(tǒng)監(jiān)控主機在運行的過程中能偶在HMI上顯示系統(tǒng)的監(jiān)控畫面以及其自身運行的基本狀態(tài)，系統(tǒng)在運行的過程中，主機能夠?qū)ο到y(tǒng)開展常規(guī)性的控制活動，此外，還可以根據(jù)實際的情況對系統(tǒng)開展全面的維護、維修和配置處理。

1.2區(qū)域供電集中監(jiān)控系統(tǒng)模式

區(qū)域供電集中監(jiān)控系統(tǒng)比較適合使用在供電區(qū)域較大，同時，設(shè)備的分布相對也比較分散的電力監(jiān)控系統(tǒng)當中，系統(tǒng)在運行的過程中采用的是分布通信、主控室統(tǒng)一管理的方式，借助站級以太網(wǎng)將若干個變電所的通信管理機融合為一個完整的系統(tǒng)，這樣也就可以對區(qū)域內(nèi)所有的電力進行監(jiān)控。

主控室后臺監(jiān)控系統(tǒng)在運行的過程中應(yīng)用的是雙機冗余的結(jié)構(gòu)，主機和備用機上的數(shù)據(jù)一致都要具備非常強的一致性，這樣也就使得系統(tǒng)運行的可靠性和安全性得到了顯著的提升，站在維護方面也有非常明顯的優(yōu)勢，在軟硬件擴充方面有著非常顯著的優(yōu)勢，系統(tǒng)可以定期升級，同時還能夠按照系統(tǒng)運行中的一些相對較為特別的要求去對網(wǎng)絡(luò)不同節(jié)點的資源進行全面的優(yōu)化，對網(wǎng)絡(luò)的負擔也起到了均衡的作用，對系統(tǒng)分階段的運行起到了非常積極的作用。

1.3光纖自愈環(huán)網(wǎng)集中監(jiān)控系統(tǒng)模式

這種模式主要適用站在大型區(qū)域供電系統(tǒng)當中，變電站分布分散的智能化系統(tǒng)能夠采用光纖自愈環(huán)網(wǎng)的以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)。這種模式在應(yīng)用的過程中具有速度快，容錯性強，遠距離布置和傳輸相對較為簡單的特點，所以使得系統(tǒng)應(yīng)用的價值也得到了顯著的提升。

該系統(tǒng)采用的是星型以及光纖自愈網(wǎng)絡(luò)整合在一起的網(wǎng)絡(luò)，一方面可以十分有效的控制節(jié)點的數(shù)量，同時還可以充分的展現(xiàn)星型以太網(wǎng)標準接口和擴展性強的優(yōu)點。

主控室后臺監(jiān)控系統(tǒng)在運行的過程中主要采用的是雙機冗余結(jié)構(gòu)，主機、備用機的數(shù)據(jù)一致都具有高度的一致性，各個區(qū)域內(nèi)的子站可以按照其實際的情況去選擇子站監(jiān)控HMI，這樣也就使得不同子站監(jiān)控系統(tǒng)能夠作為一個單獨的子系統(tǒng)進行應(yīng)用。此外其還能構(gòu)成一個完整的整體，從而使得系統(tǒng)運行的過程中更加可靠。

2、變電站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

2.1變電站監(jiān)控系統(tǒng)包括站控層和間隔層,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為開放式分層、分布式結(jié)構(gòu)。站控層為全所設(shè)備監(jiān)視、測量、控制、管理的中心,通過光纜與間隔層相連。間隔層按照不同的電壓等級和電氣間隔單元,以相對獨立的方式分散于繼電氣室中,在站控層及網(wǎng)絡(luò)失效的情況下,間隔層仍能獨立完成間隔層的監(jiān)測和開關(guān)控制功能。

2.2如果當?shù)乇O(jiān)控站可以發(fā)揮其主處理器和服務(wù)器的功能，同時它也能夠為站控層數(shù)據(jù)的收集、處理、存儲以及發(fā)送的中心地區(qū)，如果地監(jiān)控主站為站內(nèi)計算機控制系統(tǒng)的人機界面的時候，其主要是應(yīng)用在圖形和報表的顯示、重要事件的記錄和報警狀態(tài)顯示查詢等。借助當?shù)乇O(jiān)控主站，值班人員在工作的過程中可以非常有效的對整個變電站生產(chǎn)設(shè)備的運行和監(jiān)測進行全面的控制。

2.3通常，間隔層會對現(xiàn)場的原始數(shù)據(jù)進行直接的采集和處理，借助網(wǎng)絡(luò)直接傳送到站級的計算機系統(tǒng)當中，此外還要接受站控層所發(fā)出的各項操作指令，在經(jīng)過了全面的判斷、閉鎖檢測和同步檢測之后，對設(shè)備進行科學的操作控制。間隔層在運行的過程中還可以獨立的完成開關(guān)控制的工作。

2.4監(jiān)控子站當中所有的運行裝置都是通過通信管理機予以全面的統(tǒng)一化管理，管理機自帶接口，將以太網(wǎng)接入其中，對數(shù)據(jù)進行適當?shù)奶幚碇蠛捅O(jiān)控中心的監(jiān)控系統(tǒng)開展數(shù)據(jù)交互工作。監(jiān)控子站和監(jiān)控中心中間主要借助光纖開展通信工作。光纖在經(jīng)過了轉(zhuǎn)換之后接入到以太網(wǎng)交換機當中，這樣也就構(gòu)成了整個區(qū)域乏味內(nèi)的光纖以太網(wǎng)。

2.5智能監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)更新周期非常短，甚至不超過10s，可以在1s之內(nèi)完成對一級數(shù)據(jù)的更新，同時還能對多個廠家不同接口的設(shè)備接入到通信系統(tǒng)當中，人機界面非常的人性化，操作非常簡單，和設(shè)備的配合非常默契，保證了監(jiān)控系統(tǒng)間隔層繼電保護裝置和智能化儀表的有機結(jié)合。

3、電力監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)越性

3.1電力監(jiān)控系統(tǒng)在應(yīng)用的過程中操作較為簡單，可靠性非常強，同時其還具有非常好的可擴展性，和很多設(shè)備都能兼容，所以也得到了人們的關(guān)注和認可，此外，在一些大規(guī)模的變電站監(jiān)控項目當中也得到了非常廣泛的應(yīng)用，以后的電網(wǎng)改造和建設(shè)當中，其能夠產(chǎn)生非常高的效益，所以其也具有很高的應(yīng)用價值。

3.2借助現(xiàn)場危機工作站亦或是遠方電力第掃毒計算機系統(tǒng)可以十分有效的完成變電站的監(jiān)視和操作工作，這樣也就不再需要傳統(tǒng)的儀表和操作屏等非常麻煩的工作流程。所以也使得供電設(shè)備的工作效率得到了提升，設(shè)備運行的智能化和現(xiàn)代化水平也得到了非常顯著的改善。在對變電站監(jiān)視控制的過程中，其更為準確，更為合理，這樣也就使得供電質(zhì)量得到了非常顯著的提升，甚至可以在無人值班的情況下可以保證設(shè)備的正常運行，這樣一來也在很大程度上提高了工作的效率。

3.3減少能源成本的投入。采用電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效的減少能源成本的投入，功能模塊之間主要借助網(wǎng)絡(luò)總線完成連接工作，這樣也就在很大程度上減少了電纜的應(yīng)用量。系統(tǒng)在運行的過程中可以當作不同區(qū)域之間檢測翻唱用電的一個非常重要的規(guī)范，對意外用電進行全面的跟蹤，對能夠進行優(yōu)化管理的負載，我們需要制定一個科學完善的用電負荷方案。

3.4保證資源的最優(yōu)。借助這一監(jiān)控系統(tǒng)處理過的數(shù)據(jù)，可以很好的反映出電力資源實際的應(yīng)用情況，這樣一來也就可以對后備設(shè)備應(yīng)用的數(shù)量進行科學的預(yù)測，從而也就使得配電系統(tǒng)能夠始終滿足用電變化。保證電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定運行。

3.5該系統(tǒng)在應(yīng)用的過程中可以十分有效的延長設(shè)備自身的使用壽命，系統(tǒng)可以對電氣設(shè)備具體的使用情況進行客觀準確的反映，這樣就可以根據(jù)這些信息去對信息進行及時的維修和養(yǎng)護，系統(tǒng)的諧波監(jiān)控也能夠?qū)υO(shè)備使用進行優(yōu)化，從而延長了設(shè)備使用的壽命。

3.6該系統(tǒng)可以十分有效的減少斷電的時間。系統(tǒng)在運行的過程中可以顯示出整個網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的圖紙，這樣就可以在短時間之內(nèi)判斷出故障區(qū)域，借助網(wǎng)絡(luò)，即使工作人員不在現(xiàn)場也能了解到故障的信息，這樣也就可以更加及時的對故障加以處理，減少電網(wǎng)斷電的時間。

3.7該系統(tǒng)的應(yīng)用能夠使得電能的質(zhì)量得到顯著的提升。一些負載會對劣質(zhì)的電能具有非常高的敏感性，在系統(tǒng)監(jiān)測電能質(zhì)量的過程中，就可以防止這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，此外還可以使得工作人員針對設(shè)備中的一些問題進行科學的處理，操作人員也可以更加及時的對監(jiān)控系統(tǒng)的各項參數(shù)進行控制，這樣也就使得系統(tǒng)可以更為安全穩(wěn)定的運行。

4、常規(guī)電力監(jiān)控在智能變電站當中的應(yīng)用

4.1電力監(jiān)控系統(tǒng)對配電室內(nèi)的二次設(shè)備進行智能化改造

在安全自動化裝置設(shè)備、傳統(tǒng)測量儀表、操作控制、信號系統(tǒng)等等，都有著非常好的系統(tǒng)間相互通訊以及信息共享的功能，這樣也就使得傳統(tǒng)人工電力管理的不足得到了彌補，對智能變電站中的配電管理也能予以全面的控制，智能變電站管理也會變得更加的有條理，這樣也就使得配電系統(tǒng)的性能得到了十分明顯的改善，此外該系統(tǒng)還具備非常強的開放性能。比如說，在一個規(guī)模相對較大的小區(qū)中采用智能化設(shè)計的方式，小區(qū)的總媒體及比較大，園區(qū)當中還存在著很多的大型電氣設(shè)備，在電力監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的過程中共有5個10kv的變電站，有兩個380V的變壓器，同時還采用兩進線一母聯(lián)結(jié)構(gòu)，每個變電站當中都配備了80多條低壓饋出線，這樣一來就使得小區(qū)智能變電站的管理質(zhì)量和管理水平都能得到十分顯著的提升。

4.2在智能變電站當中，電力監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集

電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計的過程中對遠動數(shù)據(jù)通道技術(shù)存在著非常高的要求，在數(shù)據(jù)采集的過程中，開關(guān)量的采集可以收集到隔離開關(guān)的運行狀態(tài)、運行報警信號、斷路器狀態(tài)和接地狀態(tài)燈信息。電流監(jiān)控系統(tǒng)會對整個模擬量進行采集，比如對隔斷母線電壓、電流以及功率等多個參數(shù)進行全面的分析和采集。模擬量具有交流采用和女直流采用兩種采集方式，電力系統(tǒng)在運行的過程中還能對電能開展全面的計量，借助對有功電能和無功電能的采集工作可以十分有效的保證數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量。軟件計算通常就是指采用交流的方式對系統(tǒng)當中的電流、電壓功率質(zhì)等多個內(nèi)容進行全面的控制和管理，這樣一來就實際的無功電能和有功電能都能被準確計算出來。采用電力監(jiān)控系統(tǒng)對智能變電站進行配電管理可以十分有效的提高變電站運行和管理的質(zhì)量和水平，此外，在應(yīng)用的過程中也可以十分有效的避免火災(zāi)事故所引發(fā)的各種損失，此外還能減少小區(qū)管理過程中的成本投入，在該系統(tǒng)應(yīng)用之后，小區(qū)智能變電站的管理質(zhì)量和管理水平有了非常顯著的提升。

5、智能監(jiān)控系統(tǒng)與傳統(tǒng)變電站的比較

傳統(tǒng)的變電站和智能變電站的關(guān)鍵區(qū)別就是危機控制的多功能繼電器取代了電磁繼電器，同時還將一些比較關(guān)鍵的信號直接傳輸?shù)接嬎銠C系統(tǒng)當中。

在變電所運行的過程中需要現(xiàn)場的一次性設(shè)備和控制室當中的單項自動化裝置采用對應(yīng)的電纜完成連接工作。

在實際的工作中，設(shè)備的復雜性相對較大，占地面積也相對較大，工作中，我們需要完成較多的工作。而應(yīng)用智能監(jiān)控系統(tǒng)變電站的一個最為關(guān)鍵的特點就是將大量分散布置的設(shè)備集合在一起，這樣就構(gòu)成了一個完整的兩級單元，也就是間隔級單元和中央單元，這種運行的方式已經(jīng)完全不需要以往的集中控制屏，變電站在運行的過程中也就成為了一個結(jié)構(gòu)更為簡單，操作也更為便利的系統(tǒng)。在系統(tǒng)運行的過程中，電纜的使用數(shù)量也顯著的下降，在其發(fā)展的過程中，先進的技術(shù)和系統(tǒng)取代了以往比較陳舊的模式，這樣也就使得工作人員在開展系統(tǒng)操作的過程中更具安全性和可靠性，此外在操作的過程中也更加的便利。

6、結(jié)語

智能監(jiān)控系統(tǒng)是一種智能性非常強的繼電保護裝置，在該系統(tǒng)應(yīng)用的過程中可以十分有效的提高工作的質(zhì)量和效率，其功能性明顯增強，電能質(zhì)量監(jiān)測、事故預(yù)警功能等都使得整個工作的效果得以充分的改善，同時在這一過程中，系統(tǒng)還能夠依靠網(wǎng)絡(luò)技術(shù)去實現(xiàn)其更為先進的功能，打破了時間和空間的限制，工作人員在任何一個地方都可以接收到信息，這樣也就使得工作變得更加方便，智能監(jiān)控系統(tǒng)在發(fā)展的過程中可以對其投資加以控制，此外，它也可以很好的使得供配電系統(tǒng)自身的性能得以充分的展現(xiàn)，這一系統(tǒng)的應(yīng)用可以十分顯著的減少工作人員自身的工作量，系統(tǒng)故障處理的時間也比較短，此外也能夠十分有效的改善用電管理工作，因此，這一系統(tǒng)在未來的發(fā)展中具有非常好的前景。

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