探究智能變電站的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

國(guó)電南京自動(dòng)化股份有限公司 211100

【摘 要】目前，我國(guó)正在大力發(fā)展智能電網(wǎng)技術(shù)，其中智能變電站的建設(shè)是智能電網(wǎng)建設(shè)不可缺少的重要環(huán)節(jié)。在智能變電站監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)中，在線智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)把各種監(jiān)測(cè)設(shè)備聯(lián)系到一起，對(duì)電網(wǎng)的安全建設(shè)與正常運(yùn)行起著重要作用。本文主要通過(guò)對(duì)變電站的前端信號(hào)采集與處理系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)和監(jiān)控中心系統(tǒng)等三部分的介紹，闡明了智能變電站的工作方式是先信號(hào)采集與處理再信號(hào)傳輸?shù)阶詈蟮谋O(jiān)測(cè)與控制。然后分析了其系統(tǒng)的相容性。

【關(guān)鍵詞】智能變電站；輸變電設(shè)備；智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

0 引言

近年來(lái)，隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，智能監(jiān)控技術(shù)正逐步滲透到各個(gè)崗位。智能變電站作為電網(wǎng)的重要組成部分，其智能化的建設(shè)實(shí)現(xiàn)將對(duì)建設(shè)整個(gè)電網(wǎng)智能化起到關(guān)鍵作用。而保證智能化變電站智能化目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵因素就是智能監(jiān)控系統(tǒng)。通過(guò)智能監(jiān)控系統(tǒng)，可以直觀、及時(shí)的了解和掌握各變電站安全情況，并對(duì)于發(fā)生的緊急情況作出應(yīng)急處理方案。因此，通過(guò)對(duì)智能化變電站智能監(jiān)控系統(tǒng)的探討對(duì)整個(gè)電網(wǎng)來(lái)說(shuō)具有積極意義。

1 智能變電站智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的定義

所謂智能化變電站，主要是對(duì)變電站的智能化一次設(shè)備（電子式互感器、智能化開關(guān)等）和網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備分層（過(guò)程層、間隔層、站控層）的構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)自動(dòng)監(jiān)控，減少值班人員的運(yùn)行監(jiān)盤。而智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)則是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化、信息數(shù)字化、共享標(biāo)準(zhǔn)化等方法，以先進(jìn)、集成、可靠的智能化設(shè)備為主要平臺(tái)完成實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)、評(píng)估檢修周期、自動(dòng)控制電網(wǎng)、在線分析決策、智能調(diào)節(jié)調(diào)度等功能。使得電站運(yùn)行變得更加安全、穩(wěn)定。最終實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化的目的。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2.1 智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

整個(gè)智能變電站在線智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可分成三個(gè)部分：前端系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)和監(jiān)控中心系統(tǒng)。前端系統(tǒng)是指智能變電站在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)監(jiān)控區(qū)域的圖像采集和處理。工作過(guò)程是將前端攝像頭采集到的信號(hào)經(jīng)由模擬線纜接入到視頻編碼服務(wù)器中，再由視頻編碼服務(wù)器對(duì)相應(yīng)的模擬信號(hào)進(jìn)行編碼和壓縮，最后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)將壓縮后的信號(hào)傳往監(jiān)控中心。變電站智能在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示。

2.2 系統(tǒng)工作原理

智能變電在線智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就是把現(xiàn)場(chǎng)采集到的信號(hào)從變電站的現(xiàn)場(chǎng)采集攝像機(jī)中提取出來(lái)，再經(jīng)由數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)將其傳輸?shù)奖O(jiān)控中心的服務(wù)器上，也就是一個(gè)下行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程。首先是把攝像機(jī)采集到的信號(hào)輸入到各自的視頻編碼服務(wù)器中，然后這個(gè)服務(wù)器會(huì)對(duì)視頻進(jìn)行處理，先將這個(gè)信號(hào)清晰化，然后將其壓縮，再把處理壓縮后的信號(hào)發(fā)送到數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)中，并通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)把信號(hào)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。最后在監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)接收端收集來(lái)自前端的數(shù)據(jù)信息，由終端監(jiān)控計(jì)算機(jī)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行處理并進(jìn)行解壓縮，再通過(guò)計(jì)算機(jī)的圖像電視顯示墻以及聲卡進(jìn)行情景回放。

3 系統(tǒng)分部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 前端子系統(tǒng)

變電站的監(jiān)控范圍稱作前端現(xiàn)場(chǎng)，它主要由現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采集攝像機(jī)、云臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器三個(gè)部分組成。主要把現(xiàn)場(chǎng)攝像機(jī)采集到的模擬信號(hào)發(fā)送到視頻編碼服務(wù)器中，在這里視頻信號(hào)會(huì)被壓縮并編碼成數(shù)字信號(hào)流。當(dāng)變電站智能在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)控管理中心需要查看相應(yīng)的監(jiān)控區(qū)域時(shí)，監(jiān)控中心就會(huì)通過(guò)監(jiān)控主機(jī)發(fā)出控制信號(hào)調(diào)用相應(yīng)的攝像機(jī)，對(duì)前段攝像機(jī)進(jìn)行控制。

3.2 網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)

光同步數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)是把不同類型的網(wǎng)元設(shè)備通過(guò)光纜路線組成的，這些不同類型的網(wǎng)元設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)光同步數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)的同步復(fù)用、交叉連接和網(wǎng)絡(luò)故障自檢、自愈等功能。交叉連接系統(tǒng)以靈活的分插任意支路信號(hào)，因此它可以用在光同步數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)中點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸，也可以在環(huán)形網(wǎng)和鏈狀網(wǎng)的傳輸中應(yīng)用。由于光信號(hào)在傳輸過(guò)程中會(huì)隨傳輸距離的增加而產(chǎn)生衰耗，再生器的功能就是對(duì)光信號(hào)進(jìn)行放大、整形處理，主要用于光信號(hào)的長(zhǎng)距離傳輸中。當(dāng) SDH 傳輸網(wǎng)絡(luò)在傳輸過(guò)程中某一傳輸通道出現(xiàn)故障時(shí)，數(shù)字交叉連接系統(tǒng)可以對(duì)復(fù)接段的通道進(jìn)行保護(hù)，把這一信號(hào)接入保護(hù)通道中。

3.3 監(jiān)控中心系統(tǒng)

變電站智能在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)控中心系統(tǒng)主要是由圖像監(jiān)控服務(wù)器，監(jiān)控管理系統(tǒng)和監(jiān)控客戶終端三部分組成的。由監(jiān)控中心負(fù)責(zé)對(duì)遠(yuǎn)端和近端的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，并且在管理中要對(duì)應(yīng)好變電站的主控計(jì)算機(jī)，以便當(dāng)相應(yīng)的解碼設(shè)備對(duì)相應(yīng)的圖像信息解碼后，把還原后的信號(hào)發(fā)送到主控計(jì)算機(jī)中。最后在主控計(jì)算機(jī)上會(huì)顯示相應(yīng)的圖像，并記錄下變電站智能在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的的各設(shè)備、儀器儀表的使用情況和對(duì)應(yīng)的狀態(tài)，與此同時(shí)在監(jiān)控中心外配置的大屏幕上可以對(duì)屏幕進(jìn)行顯示。變電站智能在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的控制中心可以對(duì)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)攝像機(jī)進(jìn)行隨意切換和控制。

4 系統(tǒng)相容性

智能變電站在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在智能監(jiān)測(cè)的過(guò)程中不僅要做好監(jiān)控工作，還要兼顧（下轉(zhuǎn)第356頁(yè)）（上接第324頁(yè)）站內(nèi)各系統(tǒng)相互間的關(guān)系，以防對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響。繼電保護(hù)系統(tǒng)作為電網(wǎng)安全穩(wěn)定工作的最后保護(hù)關(guān)口，它的安全性和可靠性都是最高的，這些特點(diǎn)也對(duì)自身有很高的要求，其中最基本的一點(diǎn)就是要保證系統(tǒng)的獨(dú)立性。在變電站智能在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)出現(xiàn)前電能量采集系統(tǒng)一般是通過(guò)撥號(hào)的方法向各監(jiān)測(cè)部門發(fā)送相應(yīng)的電量信息，這種方式比較落后。但是隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展和控制中心監(jiān)控系統(tǒng)的改進(jìn)，電量信息的網(wǎng)絡(luò)傳輸也具有了另一種快速、方便的形式，也就是現(xiàn)在的電能量信息采集可以把網(wǎng)卡或網(wǎng)口連接到網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備上，當(dāng)數(shù)據(jù)通過(guò)電力數(shù)據(jù)網(wǎng)時(shí)，會(huì)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文提出了智能變電站在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，并將其分成三個(gè)主要部分即變電站前端信號(hào)采集系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)和監(jiān)控中心系統(tǒng)。在工作中采用了硬件壓縮技術(shù)和軟件解壓技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控，進(jìn)而建立了圖像監(jiān)控工作站。網(wǎng)絡(luò)通信部分的傳輸充分利用了網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能，避免了網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中的擁塞。監(jiān)控中心系統(tǒng)主要是完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的分析和實(shí)時(shí)監(jiān)控，并及時(shí)提出應(yīng)對(duì)策略。最后討論了智能檢測(cè)系統(tǒng)與周圍環(huán)境的兼容性。該系統(tǒng)的建立，實(shí)現(xiàn)了測(cè)量、控制、檢查、保護(hù)功能四位一體，具有信息共享暢通、功能融合良好、運(yùn)行操作可靠等優(yōu)點(diǎn)，切實(shí)提高了變電站系統(tǒng)的智能化水平。

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