智能變電站調控一體化實施方案研究

董 迪 陳麗羽

（1.河南省電力勘測設計院，河南 鄭州450007；2.國網天津市電力公司濱海供電分公司，天津300450）

0 引言

調控一體、運維一體是國家電網公司“五大”管理體系中“大運行”、“大檢修”體系的重要組成部分。調控一體化將調度運行與輸變電設備運行協同配合，調度部門可更全面地掌握電網設備運行狀況，從而提升了對電網運行的協同調度指揮的能力；運維一體化整合運檢業務，通過完善生產管理體系，實現運行與狀態檢修一體化，強化設備狀態管理。新建智能變電站應適應“調控一體、運維一體”的管理模式，滿足電網監控和電網調度一體化管理的要求，同時實現變電站的遠程運維，確保運行人員統籌管理，從而極大地提高電網故障處理、日常操作的效率［1］。因此有必要遵照調控一體化的技術要求，通過變電站與主站充分的信息交互，實現對變電站設備遠程監控、遠程集中維護和管理，全面滿足“大運行”、“大檢修”體系建設要求。

1 調控一體、運維一體技術要求

1.1 管理模式

“調控一體、運維一體”采取“電網調度控制中心＋運維操作站”的管理模式。調控中心的主要職責包括電網調度、變電站設備監控及遙控操作等，“運維一體化”運維操作站主要負責調度指令的分解、設備巡視、現場操作、消缺和應急處置等。實施調控一體化模式后，監控與調度合一，變電站無人值守，調控中心24h值班，運維操作站少人值班。

“大運行”體系將變電站按不同電壓等級劃分，除原有的調度業務外，相應調度機構還應統一管理變電站設備運行集中監控、輸變電設備在線監測與分析業務，實現各級調度的調控一體化運作。

1.2 功能要求

（1）新建智能變電站應采用一體化監控系統方式的建設，通過數據通信網關機等設備為調度監控主站系統提供數據、模型和圖形的傳輸服務，支持調度監控主站系統對變電站的監視控制、信息查詢和遠程瀏覽等功能。

（2）在調度控制中心實現輸變電設備狀態在線監測與分析，實現對電網運行及設備狀態的全景感知、對電網在線監控功能的全面集成。

（3）調控中心視頻監控系統主站平臺可對變電站進行視頻畫面遠程監視和控制，通過與調度SCADA 系統的互聯互動，對站內的遙控操作進行視頻確認。

2 變電站與主站端的信息交互

2.1 變電站調控數據交互

調控一體化要求調度業務與設備監控業務融合，變電站大量設備監控信息需要上送，增加了主站系統數據庫處理負擔，需要對數據進行優化與處理。

2.1.1 對實時數據的優化

調控實時數據主要包括電網運行數據、設備監控數據、電網故障信號，直接與調度主站SCADA 系統的電網結構設備模型、實時數據庫和圖形畫面等相關聯。調控實時數據由變電站一體化監控系統Ⅰ區通信網關機完成直采直送，以DL/T634.5104通信規約實現數據傳輸［2］。

2.1.2 設備告警信息

告警信息按照告警分類篩選利用規約“信息確認”及“出錯重傳”機制，防止信息丟失［3］。變電站一體化監控系統匯集和處理各類告警信息，進行告警信息分類管理和壓縮，通過Ⅰ區通信網關機以文本格式直送至調控中心和運維操作站，告警信息分類顯示提示。信息直送采用DL/T634.5140或DL476規約。

2.1.3 遠程瀏覽變電站監控畫面

通過遠程瀏覽，調度監控值班員和檢修運維人員可直接瀏覽變電站內完整的實時數據、運行信息和圖形等。

變電站一體化監控系統平臺的應用功能包括遠程瀏覽變電站全景監控畫面。調控主站與變電站統一監控界面的畫面層次、圖形布局與信息表達。

2.1.4 遠程瀏覽安全認證

智能變電站的遠程瀏覽功能通過通信網關機實現，主站與變電站間的實時數據刷新和圖形文件傳輸需經由縱向加密認證裝置進行。

2.2 與輸變電在線監測系統的數據交互

Ⅲ/Ⅳ區數據通信網關機經由正、反向隔離裝置從綜合應用服務器獲取在線監測數據，通過接入電力綜合數據網絡，將狀態監測原始數據和診斷結果上傳至Ⅲ區輸變電設備狀態監測主站系統。

在Ⅲ/Ⅳ區數據通信網關機中部署與在線監測主站系統交互的數據傳輸軟件，以實現狀態監測接口服務。

2.3 與視頻監控系統的交互

一體化監控系統將各類輔控數據包括視頻數據、安防告警、環境監測、消防告警等數據集合統一建模、統一處理、統一分窗口展示，視頻監控主機通過綜合數據網統一將視頻及各類數據統一上送。

通過站內一體化監控系統對視頻等輔控系統的整合，配合調控主站SCADA 系統與視頻監控主站平臺的互聯，通過智能分析和輔助控制功能，可實現變電站倒閘操作輔助監視、故障輔助分析、安防監視等功能。事后還可以通過調閱錄像進行回放，查找原因，進行事故分析。

3 調控一體、運維一體實施方案

3.1 總體方案

智能變電站調控信息直送至相關調度，通過各調度主站的智能分析與告警、在線安全穩定分析、日前調度計劃優化決策及量化安全校核等核心應用功能實現調控一體化應用。

變電站一體化監控系統平臺為基礎，通過規范的調控數據交互、提供滿足遠程信息瀏覽等技術手段，與調度主站、其他管理主站進行協同互動。變電站與各管理主站的系統對應的調控一體、運維一體實施方案如圖1所示。

圖1 調控一體、運維一體實施方案

3.2 變電站一體化監控系統

電網運行和一、二次設備運行狀態信息由變電站一體化監控系統直接采集，系統平臺還通過標準化通信接口與輸變電設備在線監測、計量設備、輔控等系統進行數據交互。作為變電站自動化系統的核心，一體化監控系統橫向與變電站內各自動化設備互聯通信，縱向上與調控中心和相關運維主站聯通。

3.2.1 系統架構

一體化監控系統按照安全Ⅰ區和安全Ⅱ區劃分。站控層設備集成整合優化后的設備及功能如表1所示。

表1 變電站一體化監控系統站控層設備

3.2.2 信息傳輸通道

變電站至調控中心主備用通道采用電力調度數據網絡，變電站輸變電在線監測數據、視頻監控系統數據通過采用綜合數據網FE鏈路或N×2M 專用通道方式接入各主站。

3.2.3 高級應用功能

高級應用基于一體化監控系統平臺，平臺采用IEC61850一體化設計，各功能模塊之間可以實現數據共享，為視頻監視與站內重要事件（如安防、巡視、操作）等的聯動提供可能。

作為配置調控主站功能的重要內容，高級應用功能主要包括：智能告警及故障信息綜合分析決策、順序控制、智能操作票、源端維護、狀態可視化、經濟運行與優化控制等。高級應用各功能模塊設計相對獨立，增加或修改某一模塊不影響其他模塊的正常工作。

4 結語

智能變電站調控一體化實施方案優化了變電站調控數據交互功能，解決了大運行模式下海量信息與電網集中監控之間的矛盾；通過輸變電在線監測數據、站內視頻監控設備與相應主站的協調互動，確保了站內設備數據的全景監控和控制過程的可視化；對一體化監控系統平臺設備進行優化，結合配置模塊化高級應用功能，全面滿足了與調控中心主站、輸變電在線監測系統、視頻監控系統的協同互動要求。

方案在技術上實現了調控主站、運維主站對變電站設備遠程監控、遠程集中維護和管理，提升了對電網、設備運行狀態分析的整體性和準確性，保證了運維中心更加準確地掌握設備信息，實現了狀態檢修，滿足了大運行、大檢修體系的無人值守變電站運行、管理要求。

［1］國家電網公司“大運行”體系建設實施方案［Z］.

［2］郭志彬，王媛婷.區域電網調控一體系統建設方案分析［J］.電工技術，2012（7）：28－30.

［3］張愛男，蘇振華.變電站告警直傳與遠程圖形瀏覽系統分析［C］//2012電力系統自動化專委會學術交流研討會論文集，2012.