技術(shù)文章

當前位置：首頁技術(shù)文章電力監(jiān)控系統(tǒng)在變電站中的設(shè)計與應(yīng)用

電力監(jiān)控系統(tǒng)在變電站中的設(shè)計與應(yīng)用

更新時間：2023-01-12

點擊次數(shù)：268

吳柯霓

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801

摘要：電力監(jiān)控系統(tǒng)在智能變電站中的應(yīng)用需要滿足電力監(jiān)控系統(tǒng)在安全性、可靠性和經(jīng)濟性方面的基本要求。同時，還需要保證測控功能的完整性，從而保證電力監(jiān)控系統(tǒng)在智能變電站中的高效使用。文章對電力監(jiān)控系統(tǒng)在智能變電站的作用進行分析，研究電力監(jiān)控系統(tǒng)在智能變電站中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電力監(jiān)控系統(tǒng);智能變電站；應(yīng)用；對策

0 引言

智能變電站存在的意義和價值就是通過對當前現(xiàn)有科學技術(shù)手段的合理應(yīng)用，以先進的集成措施等，實現(xiàn)智能設(shè)備高效、節(jié)能環(huán)保的操作和運用。智能變電站的提出以及在實踐中的應(yīng)用，不僅可以滿足新時期數(shù)字化、智能化發(fā)展的需求，而且可以保證各種智能設(shè)備實現(xiàn)高效利用。智能變電站與傳統(tǒng)模式下的變電站相比，具有明顯優(yōu)勢特點，借助電力控制系統(tǒng)，有利于智能變電站的安全、可靠運行。

1 電力監(jiān)控系統(tǒng)在智能變電站中的作用

1.1 安全性、可靠性、經(jīng)濟性

智能變電站在日常運行時，電力監(jiān)控系統(tǒng)在其中具有不可替代的影響和作用。電力監(jiān)控系統(tǒng)要想實現(xiàn)在實踐中的合理應(yīng)用,就要保證安全性、可靠性。由于智能變電站中已經(jīng)增加了各種不同類型的過程層設(shè)備，比如當前比較常見的設(shè)備類型包括合并單元、智能終端等。這些過程層設(shè)備在應(yīng)用時，可以促使監(jiān)控系統(tǒng)當中的測控功能作用在實踐中得到有效的應(yīng)用，也就是對該系統(tǒng)可以起到良好的輔助作用，對測控功能在應(yīng)用時的響應(yīng)時間延長方面具有實質(zhì)性意義。智能變電站的站控層設(shè)備、對應(yīng)的功能作用在具體應(yīng)用時，雖然已經(jīng)經(jīng)過了一系列的統(tǒng)一規(guī)范、合理管控，但是由于智能變電站在應(yīng)用時,其自身在信息采集量方面非常龐大,遠動通信的信道以及整個規(guī)約的傳輸容量會受到一定限制影響，此時由于調(diào)度管理以及處理能力等方面帶來的制約影響，導(dǎo)致智能變電站在實踐中根本無法實現(xiàn)整個智能變電站的運行水平，而且還會影響到其在實踐中的宣傳和推廣，無法滿足經(jīng)濟效益的基本要求。

1.2 測控功能的完備性

智能變電站測控裝置在實際應(yīng)用中，其自身現(xiàn)有的諸多功能作用可以盡量滿足電網(wǎng)在運行時的基本要求。但是需要注意的一點就是在提供同步相量測量時以及非智能化設(shè)備的監(jiān)控功能時，仍然會受到很多因素的影響，導(dǎo)致其自身的功能要在實踐中不斷完善和優(yōu)化，才能夠?qū)⑵渥陨淼淖饔贸浞职l(fā)揮出來。尤其是在當前有關(guān)新能源的分布式接入環(huán)節(jié)更是如此，針對這一現(xiàn)象,無形當中對于測控裝置功能的完備性要求有所提升。

2 電力監(jiān)控系統(tǒng)在智能變電站中的實踐應(yīng)用

2.1 網(wǎng)絡(luò)管理

電力監(jiān)控系統(tǒng)在智能變電站中的應(yīng)用，在站控層、過程層等各方面通訊管理開展中，可以在網(wǎng)絡(luò)背景下實現(xiàn)有序操作。在網(wǎng)絡(luò)通訊管理工作開展中，要重視交換機在其中的應(yīng)用價值。這是由于交換機在正常工作狀態(tài)下，可以為智能變電站的安全性、穩(wěn)定性提供保證，由此可以看出，交換機在運行時，要結(jié)合現(xiàn)實要求，對其進行不斷強化，以滿足智能變電站在運行時的基本要求。與此同時，在電力監(jiān)控系統(tǒng)的運行中，智能變電站在其中的應(yīng)用要將網(wǎng)絡(luò)管理的基礎(chǔ)性地位以及功能作用充分發(fā)揮出來。在這一基礎(chǔ)上，通過對SNMP協(xié)議的應(yīng)用，可以從根本上實現(xiàn)對現(xiàn)有交換機整體運行現(xiàn)狀了解和分析。這樣不僅有利于從中得出準確、可靠的信息數(shù)據(jù)作為支持，而且還可以為工作人員的日常監(jiān)測和管理工作提供便利條件團。在電力監(jiān)控系統(tǒng)的實際應(yīng)用過程中，發(fā)現(xiàn)其中總共會涉及到5個10 kV 的變電站,在這一基礎(chǔ)上,每一個變電站當中會涉及到兩臺10 kV/380 V的變壓器。在整個操作過程中，通常情況下會直接利用兩進線一母聯(lián)的結(jié)構(gòu)方式，每一個變電站內(nèi)部會涉及到的低壓饋出線大概有80多條。通過對現(xiàn)有數(shù)據(jù)高效的傳輸。久而久之，不僅會直接影響到電力監(jiān)控系統(tǒng)，可以直接將該系統(tǒng)劃分為5個小型的工作站，同時還包括一個主監(jiān)控中心。在操作過程中，其通訊網(wǎng)主要是利用 100 mTCP/IP光纖以太網(wǎng)來進行運行,而在小站內(nèi)的現(xiàn)場監(jiān)控層則主要是直接利用Madbus總線通訊來進行操作。

2.2 順控操作

智能變電站在實踐中的宣傳、推廣，促使智能變電站當中的刀閘操作在具體開展中，要進行適當?shù)母母�、�?chuàng)新和優(yōu)化,也就是要在實踐中真正實現(xiàn)程序化的操作模式。這種操作模式又可以被稱之為“順控操作"，即通過各種不同類型的方式以及其自身運行狀態(tài),可以對其進行具體的轉(zhuǎn)化。在這一基礎(chǔ)上，可以對其中的運動機進行錄入，同時還可以對其中的一些后臺機等不同類型的裝置進行合理的操作和控制。比如，在某間隔位置處，從運行狀態(tài)直接轉(zhuǎn)變成為檢修狀態(tài)。在這種情況下，可以直接以程序自動化的操作模式進行具體開展，這樣才能夠從根本上實現(xiàn)設(shè)備在運行時的具體轉(zhuǎn)變操作。順控操作中的優(yōu)勢特點相對比較多⑶，不僅可以降低工作人員在日常工作時的心理壓力，而且還可以針對運行人員與變電站相互之間的矛盾進行有針對性的緩解。通過這種方式在智能變電站中的應(yīng)用，可以實現(xiàn)無人值班的基本要求O在保證安全操作的基礎(chǔ)上,促使智能變電站的整體運行效率得到有效提升。

2.3 智能告警

傳統(tǒng)變電站運行中，電力監(jiān)控系統(tǒng)在使用時基本上都是直接在事件報文之后，按照規(guī)定的要求對整個系統(tǒng)進行警告處理。這種情況下，一旦出現(xiàn)變電站等事故,對應(yīng)的事件數(shù)量就會持續(xù)性地增加，最終很難對事故進行掌握和控制，勢必會引起嚴重的安全事故。智能變電站在應(yīng)用時,由于受到電力監(jiān)控系統(tǒng)的影響，其自身具有告警功能特征,實現(xiàn)信息的檢索和分析,與各種事件類型進行結(jié)合后，可以實現(xiàn)對測控信息的合理劃分，為工作人員提供更多的便利條件。

3 智能變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

智能變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)在構(gòu)建以及具體應(yīng)用中，與其相對應(yīng)的信息平臺在其中具有非常重要的作用。其中變電站監(jiān)控軟件就是作為信息平臺而存在，它是在新形勢下基于網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，提出的一種全新具有分布式特征的監(jiān)控軟件系統(tǒng)。該系統(tǒng)在應(yīng)用時，不僅可以實現(xiàn)對智能變電站整個運行過程實時有效的監(jiān)視，而且還可以對現(xiàn)有各類信息展開合理的分析，給出對應(yīng)的智能告警,保證其自身的監(jiān)控管理作用可以得到有效發(fā)揮。

3.1 變電站監(jiān)控軟件智能化特征

變電站監(jiān)控軟件是在IEC61850標準的基礎(chǔ)上進行更加深入的開發(fā)和利用。在該系統(tǒng)的運行中,可以與ICE61850裝置進行有效的連接使用。系統(tǒng)建模中通常情況下會直接利用圖庫一體化的設(shè)計方式，整個設(shè)計以及配置過程相對比較靈活，用戶可以直接根據(jù)自身的實際要求,滿足個性化配置需求，實現(xiàn)各種不同類型模式的運行。系統(tǒng)在整個布局和使用方面具有一定的便利性特征，各種不同類型的模式可以在應(yīng)用時實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)庫信息內(nèi)容的共享。更為重要的一點就是在實踐中并不需要對數(shù)據(jù)庫內(nèi)容進行重復(fù)填寫面。系統(tǒng)在運行時，可以與各種不同類型的數(shù)據(jù)進行靈活性的配置和利用，實現(xiàn)系統(tǒng)備份操作，還可以與大容量數(shù)據(jù)進行有效的結(jié)合使用。在應(yīng)用時，系統(tǒng)自身的安全性非常高，同時還可以支持雙機、多機冗余等不同類型的方式運行。系統(tǒng)內(nèi)部可以對現(xiàn)有的信息模型進行合理的設(shè)置和利用,在這一基礎(chǔ)上，從根本上對光字牌監(jiān)視系統(tǒng)進行不斷完善和優(yōu)化，保證校時功能等得到有效落實。

3.2 數(shù)據(jù)辨識功能軟件在變電站監(jiān)控軟件中的應(yīng)用

智能變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)在運行中，將數(shù)據(jù)辨識功能軟件引入其中，實現(xiàn)兩者的有效融合。通常情況下系統(tǒng)在整個運行時,可以對智能變電站內(nèi)部的各種數(shù)據(jù)信息等進行實時有效的分析和處理。在此時,如果岀現(xiàn)告警、事故等,可以直接將告警的基本內(nèi)容、事故信息等全部體現(xiàn)在對應(yīng)的變電站主界面當中，同時還可以對主界面、分隔面等進行可視化分析。運行人員通常在具體運作和操作中，可以利用人機會話窗口，實現(xiàn)對智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)運行現(xiàn)狀的有效監(jiān)視，同時還可以對其中涉及到的各類數(shù)據(jù)信息等進行分析。系統(tǒng)一旦在運行時出現(xiàn)故障問題,可以通過數(shù)據(jù)辨識軟件的事項告警窗口，對其中各類不同事故的基本原因、內(nèi)容等進行分析。值班人員可以直接根據(jù)事項窗當中給出的報警信息等,對其中的量測結(jié)果展開深入分析,這樣有利于對事故的原因進行査找和總結(jié)，最終提出有針對性的處理對策。

4 安科瑞電力監(jiān)控解決方案

4.1 概述

針對用戶變電站（一般為35kV及以下電壓等級），通過微機保護裝置、開關(guān)柜綜合測控裝置、電氣接點無線測溫產(chǎn)品、電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置、配電室環(huán)境監(jiān)控設(shè)備、弧光保護裝置等設(shè)備組成綜合自動化的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了變電、配電、用電的安全運行和管理。監(jiān)控范圍包括用戶變電站、開閉所、變電所及配電室等。

Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)是安科瑞電氣股份有限公司根據(jù)電力系統(tǒng)自動化及無人值守的要求，針對35kV及以下電壓等級研發(fā)出的一套分層分布式變電站監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)是應(yīng)用電力自動化技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息傳輸技術(shù)，集保護、監(jiān)測、控制、通信等功能于一體的開放式、網(wǎng)絡(luò)化、單元化、組態(tài)化的系統(tǒng)，適用于35kV及以下電壓等級的城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)變電站和用戶變電站，可實現(xiàn)對變電站控制和管理，滿足變電站無人或少人值守的需求，為變電站安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行提供了堅實的保障。

4.2 應(yīng)用場所

適用于軌道交通，工業(yè)，建筑，學校，商業(yè)綜合體等35kV及以下用戶端供配電自動化系統(tǒng)工程設(shè)計、施工和運行維護。

4.3 系統(tǒng)架構(gòu)

Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式設(shè)計，可分為三層：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層和現(xiàn)場設(shè)備層，組網(wǎng)方式可為標準網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光纖星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光纖環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，根據(jù)用戶用電規(guī)模、用電設(shè)備分布和占地面積等多方面的信息綜合考慮組網(wǎng)方式。

4.4 系統(tǒng)功能

（1）實時監(jiān)測：直觀顯示配電網(wǎng)的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測各回路電參數(shù)信息，動態(tài)監(jiān)視各配電回路有關(guān)故障、告警等信號。

（2）電參量查詢：在配電一次圖中，可以直接查看該回路詳細電參量。

（3）曲線查詢：可以直接查看各電參量曲線。

（4）運行報表：查詢各回路或設(shè)備對應(yīng)時間的運行參數(shù)。

（5）實時告警：具有實時告警功能，系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娀芈愤b信變位，保護動作、事故跳閘等事件發(fā)出告警。

（6）歷史事件查詢：對事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析。

（7）電能統(tǒng)計報表：系統(tǒng)具備定時抄表匯總統(tǒng)計功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點的用電情況。

（8）用戶權(quán)限管理：設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能，可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限。

（9）網(wǎng)絡(luò)拓撲圖：支持實時監(jiān)視并診斷各設(shè)備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

（10）電能質(zhì)量監(jiān)測：可以對整個配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量和電能可靠性狀況進行持續(xù)性的監(jiān)測。

（11）遙控功能：可以對整個配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進行遠程遙控操作。

（12）故障錄波：可在系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動準確地記錄故障前、后過程的各種電氣量的變化情況。

（13）事故追憶：可自動記錄事故時刻前后一段時間的所有實時穩(wěn)態(tài)信息。

（14）Web訪問：展示頁面顯示變電站數(shù)量、變壓器數(shù)量、監(jiān)測點位數(shù)量等概況信息，設(shè)備通信狀態(tài)，用電分析和事件記錄。

（15） APP訪問：設(shè)備數(shù)據(jù)頁面顯示各設(shè)備的電參量數(shù)據(jù)以及曲線。

4.5 系統(tǒng)硬件配置

5 結(jié)束語

電力監(jiān)控系統(tǒng)在智能化變電站中的應(yīng)用，可以為各環(huán)節(jié)工作開展提供便利條件。同時可以實現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保的基本目的，在電力監(jiān)控系統(tǒng)安全可靠的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)成本的有效控制，以體現(xiàn)出電力監(jiān)控系統(tǒng)在智能變電站中的應(yīng)用價值。

參考文獻

［1］殷軍，崔巖，金巖.集成化變電站輔助系統(tǒng)的智能終端設(shè)計[J]. 信息技術(shù),2020(1):26-29.

［2］劉勁松，禹晉云，王飛，等.變電站SF6泄漏檢測與智能機器人應(yīng)用結(jié)合[J].信息技術(shù),2020( 1): 54-57.

［3］陳立，陳剛，劉主光，等.基于防火墻的手持式變電站運維隔離裝置[J].信息技術(shù),2020( 1): 58-62.

［4］安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)應(yīng)用手冊2020.06版.

作者簡介

吳柯霓，女，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。