周金平 鄭琰琰

摘要：在智能化變電站發(fā)展過(guò)程中，根據(jù)智能電網(wǎng)的重要組成，對(duì)電網(wǎng)發(fā)電、配電以及電力運(yùn)輸?shù)钠脚_(tái)建立，需要不斷的進(jìn)行調(diào)整。電網(wǎng)的現(xiàn)代化發(fā)展需求是增加智能變電站高效輸出，在發(fā)展過(guò)程中，優(yōu)勢(shì)極為明顯。電力系統(tǒng)是調(diào)度的系統(tǒng)也是變電站重要的組成部分，根據(jù)當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行體系的建立需要不斷進(jìn)行設(shè)計(jì)思考。

關(guān)鍵詞：智能變電站;一體化;監(jiān)控系統(tǒng);設(shè)計(jì)分析

一、變電站一體化智能監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)分析

1.1變電站一體化智能監(jiān)控系統(tǒng)組成

變電站一體化智能監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)是為了滿足電網(wǎng)信息數(shù)字化發(fā)展的要求，同時(shí)可以為電網(wǎng)通信技術(shù)化和共享化發(fā)展提供技術(shù)支持，實(shí)現(xiàn)在變電站中構(gòu)建統(tǒng)一化接入和統(tǒng)一化存儲(chǔ)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視、控制及智能告警等功能。變電站一體化智能監(jiān)控系統(tǒng)由主機(jī)、操作員站、工程師站、Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ/Ⅳ區(qū)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)以及綜合應(yīng)用服務(wù)器等組成，其中主機(jī)主要負(fù)責(zé)對(duì)各類數(shù)據(jù)的采集和處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)站內(nèi)設(shè)備的監(jiān)控，操作員站是變電站工作人員的主要人機(jī)交互界面，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)站內(nèi)數(shù)據(jù)的現(xiàn)實(shí)及記錄，工程師站主要負(fù)責(zé)變電站一體化智能監(jiān)控系統(tǒng)維護(hù)和管理工作，Ⅰ區(qū)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)直接負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集，Ⅱ區(qū)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)Ⅱ區(qū)與調(diào)度中心之間數(shù)據(jù)傳輸，Ⅲ/Ⅳ區(qū)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)與其他主站之間的信息傳輸。

1.2變電站一體化智能監(jiān)控系統(tǒng)功能

變電站一體化智能監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能包括監(jiān)視、控制、告警、運(yùn)行管理和輔助應(yīng)用五類，其中監(jiān)視是指在變電站中引入可視化技術(shù)，對(duì)變電站運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，包括工況監(jiān)視、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視以及遠(yuǎn)程監(jiān)視等功能?？刂乒δ苤饕獫M足就地或遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，常用操作包括無(wú)功優(yōu)化控制、緊急操作及順序控制等。告警功能主要是通過(guò)對(duì)各項(xiàng)運(yùn)行數(shù)據(jù)綜合分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)站內(nèi)故障進(jìn)行告警。

1.3變電站一體化智能監(jiān)控系統(tǒng)配置

變電站一體化智能監(jiān)控系統(tǒng)功能在網(wǎng)絡(luò)層面上可以分為站控層網(wǎng)絡(luò)、間隔層網(wǎng)絡(luò)和過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)三個(gè)部分。其中站控層網(wǎng)絡(luò)中需要配置監(jiān)控主機(jī)、操作員站Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ/Ⅳ區(qū)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)及數(shù)據(jù)服務(wù)器等設(shè)備，根據(jù)變電站的要求不同站控層的設(shè)備配置會(huì)存在不同，但是監(jiān)控主機(jī)宜雙套配置，此外站控層需要配備兩臺(tái)交換機(jī)，且要求每臺(tái)交換機(jī)都能為系統(tǒng)提供足夠的端口。間隔層網(wǎng)絡(luò)測(cè)控設(shè)備需獨(dú)立于站控層單獨(dú)配置，在配置過(guò)程中根據(jù)變電站實(shí)際情況做出選擇。過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備包括合并單元、智能控制柜及智能終端等，在低壓環(huán)境中采用單套配置方案。

二、一體化智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1音視頻信息傳輸與控制總體框架

一體化智能監(jiān)控系統(tǒng)宜采用分布式結(jié)構(gòu)，分公司級(jí)監(jiān)控中心、變電站運(yùn)行操作隊(duì)和變電站本地控制系統(tǒng)3級(jí)。每級(jí)中心都分為主控中心、客戶端和接口系統(tǒng)（預(yù)留），用于擴(kuò)充與其他系統(tǒng)之間的銜接、WEB瀏覽功能，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控及系統(tǒng)擴(kuò)展性。主控中心包含數(shù)據(jù)庫(kù)和管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、權(quán)限控制、實(shí)時(shí)監(jiān)控、配置管理等全部功能。在變電站和其他必要的電腦上安裝客戶端，根據(jù)不同權(quán)限，操作員可以進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)控、管理和操作。接口系統(tǒng)通過(guò)采用IEC61850通信規(guī)約與綜合自動(dòng)化等系統(tǒng)接口及聯(lián)動(dòng)。值班及相關(guān)人員可以WEB瀏覽方式實(shí)時(shí)監(jiān)控每個(gè)變電站區(qū)域的環(huán)境、報(bào)警及人員進(jìn)出等實(shí)時(shí)狀態(tài)。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)、設(shè)備控制子系統(tǒng)、防盜報(bào)警子系統(tǒng)、門禁子系統(tǒng)、WEB瀏覽子系統(tǒng)等系統(tǒng)之間聯(lián)動(dòng)，并與自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行接口，實(shí)現(xiàn)包括現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備操作聯(lián)動(dòng)視頻、綜合自動(dòng)化系統(tǒng)告警、門禁聯(lián)動(dòng)視頻等用戶自定義的設(shè)備聯(lián)動(dòng)。

中心管理服務(wù)子系統(tǒng)完成設(shè)備管理、用戶管理、權(quán)限認(rèn)證、報(bào)警信息管理、信息查詢、業(yè)務(wù)管理、日志管理等。

接入服務(wù)子系統(tǒng)負(fù)責(zé)響應(yīng)客戶端和設(shè)備提交的系統(tǒng)請(qǐng)求服務(wù)，并進(jìn)行視頻分發(fā)和存儲(chǔ)的調(diào)度管理。如視頻的調(diào)閱、云臺(tái)控制請(qǐng)求、報(bào)警處理請(qǐng)求等，工作流程見(jiàn)圖1。

分發(fā)服務(wù)子系統(tǒng)用于節(jié)約網(wǎng)絡(luò)帶寬，存儲(chǔ)管理子系統(tǒng)根據(jù)管理員設(shè)定的存儲(chǔ)策略自動(dòng)將需要的像保存到存儲(chǔ)設(shè)備中。網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)子系統(tǒng)將系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)信息顯示給維護(hù)管理人員，并在出現(xiàn)異常情況下給出相應(yīng)的告警信息。平臺(tái)互聯(lián)子系統(tǒng)為各級(jí)應(yīng)用平臺(tái)之間的跨平臺(tái)提供聯(lián)網(wǎng)共享接口，負(fù)責(zé)聯(lián)網(wǎng)過(guò)程中的控制命令和音視頻數(shù)據(jù)的傳輸和轉(zhuǎn)換。

2.2音視頻獲取系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.2.1固定監(jiān)控系統(tǒng)

SCADA系統(tǒng)與智能監(jiān)控系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)可靠的隔離開關(guān)操作。當(dāng)SCADA系統(tǒng)控制隔離開關(guān)進(jìn)行不同工作狀態(tài)切換時(shí)，智能監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)將攝像機(jī)對(duì)準(zhǔn)到執(zhí)行此次動(dòng)作的相關(guān)設(shè)備，并顯示對(duì)應(yīng)的視頻信息，便于操作人員對(duì)操作結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)，SCADA系統(tǒng)與智能監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)正向隔離裝置（網(wǎng)閘）單向通信，保證電網(wǎng)內(nèi)部數(shù)據(jù)的安全。設(shè)備內(nèi)部分合閘指示監(jiān)控點(diǎn)采用高清（720P與1080P）網(wǎng)絡(luò)化攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的定點(diǎn)監(jiān)測(cè)。

變電站安防視頻、場(chǎng)區(qū)設(shè)備異常監(jiān)視視頻系統(tǒng)、場(chǎng)區(qū)作業(yè)實(shí)時(shí)安全監(jiān)察采用智能網(wǎng)絡(luò)球機(jī)。依托智能分析器的視頻分析和行為分析技術(shù)，當(dāng)報(bào)警產(chǎn)生時(shí)，智能網(wǎng)絡(luò)球機(jī)自動(dòng)跟蹤到對(duì)應(yīng)的報(bào)警觸發(fā)物上，可以直觀地監(jiān)測(cè)到報(bào)警現(xiàn)場(chǎng)。

2.2.2移動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)

移動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)指令實(shí)現(xiàn)對(duì)制定目標(biāo)的監(jiān)控或所有目標(biāo)的循環(huán)自動(dòng)巡檢。為實(shí)現(xiàn)對(duì)智能變電站設(shè)備順序控制操作后的實(shí)際狀態(tài)檢查，該系統(tǒng)必須具備精確定位、高速運(yùn)行的特點(diǎn)。采用輪子或履帶行走方式，存在導(dǎo)航精度差、行走速度慢、定位精度低等缺點(diǎn)，且不適合全天候運(yùn)行，難以實(shí)現(xiàn)變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)全天候自動(dòng)巡檢的要求。移動(dòng)平臺(tái)宜采用軌道式移動(dòng)機(jī)構(gòu)，既可提高運(yùn)行速度又便于定位。

移動(dòng)機(jī)構(gòu)利用編碼器、定位塊以及行程開關(guān)、激光定位等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在預(yù)定位置的精確停車，攜帶的攝像機(jī)對(duì)多點(diǎn)目標(biāo)進(jìn)行精確定位觀察，即對(duì)指定設(shè)備進(jìn)行整體掃描、針對(duì)重點(diǎn)部位拉近觀測(cè)等。

三、結(jié)語(yǔ)

智能變電站是智能電網(wǎng)的重要組成部分，而變電站內(nèi)電力設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行是保證智能變電站正常工作的基礎(chǔ)。變電站一體化智能監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并保證對(duì)變電站運(yùn)行狀態(tài)的自動(dòng)協(xié)同控制和綜合分析，符合今后電網(wǎng)結(jié)構(gòu)緊湊化、功能集成化及設(shè)備數(shù)字化的整體要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]高濤，鄧玲.智能電網(wǎng)及其國(guó)內(nèi)外發(fā)展概述[J].東北電力技術(shù)，2012，33（22）：5-10.

[2]張幼明，高忠繼，黃旭.智能變電站技術(shù)應(yīng)用研究分析[J].東北電力技術(shù)，2012，33（5）：1-3.

[3]郭哲強(qiáng).淺談智能化變電站的實(shí)施和應(yīng)用[J].東北電力技術(shù)，2014，35（3）：44-48.

周金平（1995.06.06）;男;福建龍巖;漢族;本科;助理工程師，職務(wù)：變電運(yùn)維值班員;研究方向：變電站輔控設(shè)備實(shí)用化。