國網(wǎng)江蘇省電力有限公司蘇州供電分公司 張海林 沈志銘

電力系統(tǒng)是一個相對復雜的系統(tǒng)，涉及到一次二次等多個子系統(tǒng)，為使電力系統(tǒng)更為安全、穩(wěn)定運行，保證供電可靠性，需時刻對電力系統(tǒng)進行監(jiān)控、監(jiān)視，通過監(jiān)控系統(tǒng)反應的設備實際運行狀態(tài)掌握電網(wǎng)運行狀況，從而對電力供應進行相應調(diào)整。在電力系統(tǒng)中變電站是至關重要的一環(huán)，有效對變電站進行監(jiān)控是保證電力系統(tǒng)安全運行的基礎。目前電力系統(tǒng)正積極推廣智能變電站，在變電站監(jiān)控系統(tǒng)中應用智能化儀表能很好滿足目前電力系統(tǒng)發(fā)展趨勢及需求，助力電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

1 變電站監(jiān)控系統(tǒng)的概述

1.1 變電站監(jiān)控系統(tǒng)的含義

變電站監(jiān)控系統(tǒng)作為電網(wǎng)重要的管控平臺，在電網(wǎng)不同運行狀態(tài)下運用各種數(shù)字化儀表、技術和先進的信息化的技術集成，掌握電網(wǎng)設備運行和用戶的用電狀況，以便電網(wǎng)調(diào)度、運行人員根據(jù)用戶用電需求及用電方面呈現(xiàn)出來的趨勢適時、適當調(diào)整供電情況，提高供電可靠性。監(jiān)控系統(tǒng)的組成包含變電站一二次設備遙測、遙信、遙調(diào)等設備狀態(tài)信息，以及視頻監(jiān)控系統(tǒng)、門禁、消防、溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)等輔助監(jiān)測系統(tǒng)。通過變電站監(jiān)控系統(tǒng)及輔助監(jiān)控合理應用，能實現(xiàn)整個變電站信息實時監(jiān)測及合理控制，有助于實現(xiàn)電網(wǎng)設備智能管控，減輕電網(wǎng)工作人員運維負擔，降低設備運行風險，提升電網(wǎng)運行管理效率，提高設備運行以及整個電網(wǎng)的供電可靠性。

1.2 變電站監(jiān)控系統(tǒng)的功能

在變電站不同運行狀態(tài)下，應用變電站監(jiān)控和輔助監(jiān)控系統(tǒng)能夠全面、實時掌握變電站目前的運行狀態(tài)。若變電站設備由于各種原因出現(xiàn)一系列異?；蚬收希惓；蚬收习l(fā)展到閾值便會發(fā)出相應信號，變電站監(jiān)控系統(tǒng)對變電設備情況進行快速、有效反饋，幫助電網(wǎng)工作人員迅速定位故障設備，查找發(fā)生異常、事故的具體設備或地點，盡快消除設備缺陷、故障，降低因設備異常、運行故障所產(chǎn)生的電網(wǎng)功率損失和社會不良影響。

變電站監(jiān)控系統(tǒng)可對一、二次設備及現(xiàn)場工作情況監(jiān)視，根據(jù)用戶實際需求和設備具體運行狀況，對設備運行狀態(tài)進行評估及預測未來用電，調(diào)整用電負荷分配和安排系統(tǒng)計劃檢修工作，在加強電網(wǎng)設備維護和管理方面發(fā)揮重要作用。對變電站監(jiān)控系統(tǒng)各項歷史運行數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析，能更加準確地展現(xiàn)設備運行狀態(tài)、重載情況及不同工作環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的電能損耗問題，以便電網(wǎng)管理部門對監(jiān)控信息進行分類處置、閉環(huán)管理，推動數(shù)字化應用、數(shù)字化轉(zhuǎn)型，提升電網(wǎng)智能管控水平。

2 智能化儀表在變電站監(jiān)控系統(tǒng)中的應用

2.1 智能化儀表在變電站應用的重要作用

智能化儀表是一種實現(xiàn)信息采集及信息傳遞，對采集的信息進行處理的新型設備，具有監(jiān)測、保護、控制等多種功能，具備控制精度高、自動化程度高、數(shù)據(jù)處理能力強、良好的人際交互能力等特征。在變電站監(jiān)控系統(tǒng)中運用智能儀表可實現(xiàn)儀表模塊化應用、數(shù)據(jù)標準統(tǒng)一、前端信息數(shù)據(jù)處理，多種交互信息輸出等功能，有效節(jié)約變電站建設成本，提升變電站信息反饋能力、智能控制能力和精確控制能力，提升整體運行穩(wěn)定性。

智能化儀表技術的推廣使用，可采集變電站的運行過程中不同狀態(tài)下各項數(shù)據(jù)，如電壓、電流、功率等狀態(tài)量數(shù)據(jù)，采集各項數(shù)據(jù)能夠在前端處理，也可直接在儀表和后臺上展示處理，數(shù)據(jù)信息獲取和處理更為方便、快捷。智能化儀表能時刻關注變電設備實際工作狀態(tài)，實現(xiàn)對變電站的實時監(jiān)控，及時反饋、上傳設備數(shù)據(jù)，為變電站的有效管理工作奠定堅實的基礎。

智能化儀表具有智能化、數(shù)字化以及自動化的特征，可在前端結(jié)合用戶的真實需求調(diào)整變電站的各類設備運行環(huán)境和反饋運行狀態(tài)，使設備運行環(huán)境能滿足設備運行正常各種需求，包括關閉開啟溫度、壓力、熱量等各項開關設備，具有良好的集成和自診斷功能，并提高了控制精度和準確度，逐步革新變電站智能管控平臺。智能化儀表還具有數(shù)據(jù)存儲和展示功能，通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能可實現(xiàn)數(shù)據(jù)切換和換算，將所需要的各種數(shù)據(jù)直接展示出來，便于直觀了解數(shù)據(jù)具體的數(shù)值，提升數(shù)據(jù)應用直觀性。

2.2 智能化儀表的組成及工作原理。

智能化儀表以單片機為主體，將計算機技術與檢測技術相結(jié)合，由硬件和軟件兩部分組成，其中硬件包括主控模板及顯示模板兩部分。主控模板是儀表中較為重要的結(jié)構(gòu)，硬件中設計應用大量主控板部件，還有電源板等其它部件。顯示模板的具體功能是針對設備所能得到的數(shù)據(jù)進行科學展示，提供相應參考數(shù)據(jù)，從而為現(xiàn)場設備的監(jiān)視、控制奠定基礎。通過通信協(xié)議及無線通信技術，實現(xiàn)對設備的開關狀態(tài)、硬件設備的通信和控制。具體工作原理為對狀態(tài)量及模擬量進行有效轉(zhuǎn)換，同時采集狀態(tài)量、模擬量運行的結(jié)果將會上傳到后臺系統(tǒng)及主機，對上傳的數(shù)據(jù)及內(nèi)容進行數(shù)據(jù)分析，通過預警、人為干預等方式提高數(shù)據(jù)使用價值。

智能化儀表設計有主程序，還包括終端程序，這兩部分共同構(gòu)成了儀表的軟件部分，在設計過程中應用了模塊化建模理念。在主程序設計過程中會對各部分進行系統(tǒng)化設計，設置相關的工作狀態(tài)。系統(tǒng)通過用戶需求分配需要承擔的相應具體任務，同時協(xié)調(diào)不同系統(tǒng)間協(xié)同開展工作，通過工作優(yōu)先級各模塊相互結(jié)合，使系統(tǒng)運行的更加流暢。在終端控制系統(tǒng)當中涵蓋了時鐘中段、測頻中段及通訊中段三個不同的部分，其中時鐘中段所產(chǎn)生的主要作用就是完成a/d 采樣的轉(zhuǎn)換工作，這是非常關鍵的一個環(huán)節(jié)。此外還可以完成的數(shù)據(jù)的限時及相關設備的有效輸出控制，包括對開關量檢測的定時操作等功能。

測頻中段則主要指的是對正弦波的周期進行計算，從而得出相關的信號頻率，當然具體的時效實現(xiàn)過程是需對正弦波進行輸入信號的有效模擬產(chǎn)生一定干擾作用，計算正弦波中兩個零點間存在的時間差，最終實現(xiàn)的就是測評中段的功能。通信傳遞中斷包括了通訊的接收和發(fā)送兩個不同的部分，在接收數(shù)據(jù)信息的時候，如果信息數(shù)據(jù)的準確性無法得到保障，那么通信傳遞就會隨之而中斷，在對涉及到的各種數(shù)據(jù)進行發(fā)送時，還需要做的就是校驗循環(huán)冗余碼。

2.3 智能化儀表的通信格式

智能化儀表的通信格式和協(xié)議通信格式相同，通信命令信息共涵蓋四個部分，其內(nèi)容分別是單元通信地址，還有通信指令以及數(shù)據(jù)段，最后一步是檢驗和環(huán)節(jié)。系統(tǒng)單元的通信地址是指用戶在應用智能化儀表時需提前設置一個用戶專用地址，該地址便于系統(tǒng)指令統(tǒng)一，子系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)下達的指令進行應答，針對不同智能化儀表用戶可定制個性化需求方案。通信指令用于系統(tǒng)下達動作指令，設備能按照下達的指令進行有效的運轉(zhuǎn)。數(shù)據(jù)段則是智能化儀表執(zhí)行的各種命令中一個有效的信息表現(xiàn)形式，存在多種不同的類型，如數(shù)值、地址等數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)段可更清晰地了解相對應的通信信息內(nèi)容，并能更清楚、明確反應通信系統(tǒng)通訊狀態(tài)。校驗功能是對上述功能中所包含的各類數(shù)據(jù)進行校驗。

3 智能化儀表在變電站監(jiān)控系統(tǒng)中應用的價值

3.1 提高了變電站運行的可靠性

當前變電站進行設計和建設趨勢是智能化變電站。智能化儀表的有效運用也是智能化水平的重要標志，是智能變電站實現(xiàn)的基礎內(nèi)容和重要的前提。通過在變電站監(jiān)控系統(tǒng)中對智能化儀表的有效應用，可充分發(fā)揮智能化儀表遠程監(jiān)控方面的功能，實現(xiàn)變電站數(shù)據(jù)信息及時傳遞，對變電站各個運行環(huán)節(jié)進行有效監(jiān)測和合理控制，實現(xiàn)了對變電站進行動態(tài)監(jiān)控。利用智能化儀表所搜集到并提供的各種非常詳細的數(shù)據(jù)信息內(nèi)容，可及時根據(jù)變電站運行狀況進行有效調(diào)整，面對故障時也能及時消除危機及這些故障所產(chǎn)生的一系列影響，制定相對應的解決性措施，科學有效的處理故障，避免故障所產(chǎn)生的更多負面影響，這樣也確保了變電站運行的安全性及變電站運行工作的可靠性和穩(wěn)定性。

3.2 提高了變電站的整體運行效率

變電站運行設備及輔助設備數(shù)量多，大部分設備操作存在操作和管理風險，若對這些設備運維或應用不當，或?qū)@些設備應管理不當會大幅降低設備使用壽命，降低運維工作人員工作效率，降低電網(wǎng)安全和穩(wěn)定性。在沒辦法滿足正常用電需求的同時，還易在這些電力設備中產(chǎn)生更多安全隱患問題。在變電站監(jiān)控系統(tǒng)中對智能化儀表進行有效應用，還需利用各種數(shù)字信息化技術，時刻調(diào)整變電站運行情況，時刻進行有效監(jiān)督。通過這些技術的科學使用也能減輕變電量管理工作人員在工作過程中面臨的壓力，因為智能化儀表的智能化所具備的特點可使其更加便捷地對邊界面進行有效的控制，提高工作運行過程中的效率水平。此外還可根據(jù)智能化儀表得到的各種數(shù)據(jù)信息，調(diào)整變電站運行的工作方式，簡單的降低其中出現(xiàn)的損耗，最終實現(xiàn)變電站運行效率的有效提高。

綜上，目前智能化儀表的應用對變電站建設和維護發(fā)揮著重要作用，對變電站應用控制方式的改革也是智能化變電站建設中一項重要舉措。智能化儀表正朝著簡單、可靠、開放、兼容等方向發(fā)展，未來勢必將更人性化、智能化，并發(fā)展成為一種標準、一種通用技術平臺，更好地為變電站運行提供可靠服務。