電力監控系統在智能變電站中的應用

李想國網湖南省電力公司岳陽供電分公司

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電力監控系統在智能變電站中的應用

李想
國網湖南省電力公司岳陽供電分公司

摘要：智能變電站在電力系統發展的過程中已經成為了一個非常重要的趨勢，同時其也成為了智能電網發展過程中一個十分關鍵的前提。在很多地區或者是局部電網的建設和發展中，為了更好的保證智能化管理以及節能的要求，變電站智能化應用的深度和廣度都有非常明顯的提升，網絡技術的建設和發展實測我國的電網工程逐漸朝著系統化和環保化的趨勢發展，在智能變電站運行的過程中，采用電力監控系統能夠十分有效的增強變電站運行的安全性和可靠性。本文主要分析了電力監控系統在智能變電站中的應用，以供參考和借鑒。

關鍵詞：電力監控；智能變電站；監控系統

計算機技術、網絡技術和通信技術都得到了十分顯著的發展，在這樣的情況下，智能變電站得到了非常顯著的發展，當前，我國的電網建設中也將智能變電站的建設當成了今后工作中非常關鍵的一部分。電力監控系統在功能性上存在著非常明顯的優勢，所以在智能變電站運行的過程中，其也得到了非常廣泛的應用。這一系統的應用可以使得系統運行更加安全可靠，降低了事故發生的可能性，從而也就減少了這一過程中需要承擔的經濟損失，在某一角度上來說，其可以十分有效的提高智能變電站和電網管理的質量。

1、電力監控系統的結構形式

智能監控系統按結構形式可分為集中監控系統模式、區域供電集中監控系統模式和光纖自愈環網集中監控系統模式。下面分別介紹這3種系統的結構及功能特點。

1.1集中監控系統模式

這種模式比較適合使用在供電范圍集中性相對比較強、監控對象并不是很多的電力監控系統當中，系統在運行的過程中采用的是分層分布式樣的結構，同時其也可以分成三個部分，分別是間隔層設備、通信層設備和站控層設備。系統間隔層設備在運行的過程中采用的是危機綜合保護裝置、智能配電儀表和其他智能電子設備裝置。間隔層的設備都有RS-485通信接口，將Mobus通信協議在經過了屏蔽雙絞線之后接入到通信管理機當中，通信管理機以及后臺架空主機主要是借助站級以太網來完成連接工作，系統監控主機在運行的過程中能偶在HMI上顯示系統的監控畫面以及其自身運行的基本狀態，系統在運行的過程中，主機能夠對系統開展常規性的控制活動，此外，還可以根據實際的情況對系統開展全面的維護、維修和配置處理。

1.2區域供電集中監控系統模式

區域供電集中監控系統比較適合使用在供電區域較大，同時，設備的分布相對也比較分散的電力監控系統當中，系統在運行的過程中采用的是分布通信、主控室統一管理的方式，借助站級以太網將若干個變電所的通信管理機融合為一個完整的系統，這樣也就可以對區域內所有的電力進行監控。

主控室后臺監控系統在運行的過程中應用的是雙機冗余的結構，主機和備用機上的數據一致都要具備非常強的一致性，這樣也就使得系統運行的可靠性和安全性得到了顯著的提升，站在維護方面也有非常明顯的優勢，在軟硬件擴充方面有著非常顯著的優勢，系統可以定期升級，同時還能夠按照系統運行中的一些相對較為特別的要求去對網絡不同節點的資源進行全面的優化，對網絡的負擔也起到了均衡的作用，對系統分階段的運行起到了非常積極的作用。

1.3光纖自愈環網集中監控系統模式

這種模式主要適用站在大型區域供電系統當中，變電站分布分散的智能化系統能夠采用光纖自愈環網的以太網結構。這種模式在應用的過程中具有速度快，容錯性強，遠距離布置和傳輸相對較為簡單的特點，所以使得系統應用的價值也得到了顯著的提升。

該系統采用的是星型以及光纖自愈網絡整合在一起的網絡，一方面可以十分有效的控制節點的數量，同時還可以充分的展現星型以太網標準接口和擴展性強的優點。

主控室后臺監控系統在運行的過程中主要采用的是雙機冗余結構，主機、備用機的數據一致都具有高度的一致性，各個區域內的子站可以按照其實際的情況去選擇子站監控HMI，這樣也就使得不同子站監控系統能夠作為一個單獨的子系統進行應用。此外其還能構成一個完整的整體，從而使得系統運行的過程中更加可靠。

2、變電站監控系統設計

2.1變電站監控系統包括站控層和間隔層,網絡結構為開放式分層、分布式結構。站控層為全所設備監視、測量、控制、管理的中心,通過光纜與間隔層相連。間隔層按照不同的電壓等級和電氣間隔單元,以相對獨立的方式分散于繼電氣室中,在站控層及網絡失效的情況下,間隔層仍能獨立完成間隔層的監測和開關控制功能。

2.2如果當地監控站可以發揮其主處理器和服務器的功能，同時它也能夠為站控層數據的收集、處理、存儲以及發送的中心地區，如果地監控主站為站內計算機控制系統的人機界面的時候，其主要是應用在圖形和報表的顯示、重要事件的記錄和報警狀態顯示查詢等。借助當地監控主站，值班人員在工作的過程中可以非常有效的對整個變電站生產設備的運行和監測進行全面的控制。

2.3通常，間隔層會對現場的原始數據進行直接的采集和處理，借助網絡直接傳送到站級的計算機系統當中，此外還要接受站控層所發出的各項操作指令，在經過了全面的判斷、閉鎖檢測和同步檢測之后，對設備進行科學的操作控制。間隔層在運行的過程中還可以獨立的完成開關控制的工作。

2.4監控子站當中所有的運行裝置都是通過通信管理機予以全面的統一化管理，管理機自帶接口，將以太網接入其中，對數據進行適當的處理之后和監控中心的監控系統開展數據交互工作。監控子站和監控中心中間主要借助光纖開展通信工作。光纖在經過了轉換之后接入到以太網交換機當中，這樣也就構成了整個區域乏味內的光纖以太網。

2.5智能監控系統的數據更新周期非常短，甚至不超過10s，可以在1s之內完成對一級數據的更新，同時還能對多個廠家不同接口的設備接入到通信系統當中，人機界面非常的人性化，操作非常簡單，和設備的配合非常默契，保證了監控系統間隔層繼電保護裝置和智能化儀表的有機結合。

3、電力監控系統的優越性

3.1電力監控系統在應用的過程中操作較為簡單，可靠性非常強，同時其還具有非常好的可擴展性，和很多設備都能兼容，所以也得到了人們的關注和認可，此外，在一些大規模的變電站監控項目當中也得到了非常廣泛的應用，以后的電網改造和建設當中，其能夠產生非常高的效益，所以其也具有很高的應用價值。

3.2借助現場危機工作站亦或是遠方電力第掃毒計算機系統可以十分有效的完成變電站的監視和操作工作，這樣也就不再需要傳統的儀表和操作屏等非常麻煩的工作流程。所以也使得供電設備的工作效率得到了提升，設備運行的智能化和現代化水平也得到了非常顯著的改善。在對變電站監視控制的過程中，其更為準確，更為合理，這樣也就使得供電質量得到了非常顯著的提升，甚至可以在無人值班的情況下可以保證設備的正常運行，這樣一來也在很大程度上提高了工作的效率。

3.3減少能源成本的投入。采用電力監控系統能夠有效的減少能源成本的投入，功能模塊之間主要借助網絡總線完成連接工作，這樣也就在很大程度上減少了電纜的應用量。系統在運行的過程中可以當作不同區域之間檢測翻唱用電的一個非常重要的規范，對意外用電進行全面的跟蹤，對能夠進行優化管理的負載，我們需要制定一個科學完善的用電負荷方案。

3.4保證資源的最優。借助這一監控系統處理過的數據，可以很好的反映出電力資源實際的應用情況，這樣一來也就可以對后備設備應用的數量進行科學的預測，從而也就使得配電系統能夠始終滿足用電變化。保證電力系統的安全與穩定運行。

3.5該系統在應用的過程中可以十分有效的延長設備自身的使用壽命，系統可以對電氣設備具體的使用情況進行客觀準確的反映，這樣就可以根據這些信息去對信息進行及時的維修和養護，系統的諧波監控也能夠對設備使用進行優化，從而延長了設備使用的壽命。

3.6該系統可以十分有效的減少斷電的時間。系統在運行的過程中可以顯示出整個網絡狀態的圖紙，這樣就可以在短時間之內判斷出故障區域，借助網絡，即使工作人員不在現場也能了解到故障的信息，這樣也就可以更加及時的對故障加以處理，減少電網斷電的時間。

3.7該系統的應用能夠使得電能的質量得到顯著的提升。一些負載會對劣質的電能具有非常高的敏感性，在系統監測電能質量的過程中，就可以防止這種現象的出現，此外還可以使得工作人員針對設備中的一些問題進行科學的處理，操作人員也可以更加及時的對監控系統的各項參數進行控制，這樣也就使得系統可以更為安全穩定的運行。

4、常規電力監控在智能變電站當中的應用

4.1電力監控系統對配電室內的二次設備進行智能化改造

在安全自動化裝置設備、傳統測量儀表、操作控制、信號系統等等，都有著非常好的系統間相互通訊以及信息共享的功能，這樣也就使得傳統人工電力管理的不足得到了彌補，對智能變電站中的配電管理也能予以全面的控制，智能變電站管理也會變得更加的有條理，這樣也就使得配電系統的性能得到了十分明顯的改善，此外該系統還具備非常強的開放性能。比如說，在一個規模相對較大的小區中采用智能化設計的方式，小區的總媒體及比較大，園區當中還存在著很多的大型電氣設備，在電力監控系統建設的過程中共有5個10kv的變電站，有兩個380V的變壓器，同時還采用兩進線一母聯結構，每個變電站當中都配備了80多條低壓饋出線，這樣一來就使得小區智能變電站的管理質量和管理水平都能得到十分顯著的提升。

4.2在智能變電站當中，電力監控系統中的數據采集

電力監控系統設計的過程中對遠動數據通道技術存在著非常高的要求，在數據采集的過程中，開關量的采集可以收集到隔離開關的運行狀態、運行報警信號、斷路器狀態和接地狀態燈信息。電流監控系統會對整個模擬量進行采集，比如對隔斷母線電壓、電流以及功率等多個參數進行全面的分析和采集。模擬量具有交流采用和女直流采用兩種采集方式，電力系統在運行的過程中還能對電能開展全面的計量，借助對有功電能和無功電能的采集工作可以十分有效的保證數據采集的質量。軟件計算通常就是指采用交流的方式對系統當中的電流、電壓功率質等多個內容進行全面的控制和管理，這樣一來就實際的無功電能和有功電能都能被準確計算出來。采用電力監控系統對智能變電站進行配電管理可以十分有效的提高變電站運行和管理的質量和水平，此外，在應用的過程中也可以十分有效的避免火災事故所引發的各種損失，此外還能減少小區管理過程中的成本投入，在該系統應用之后，小區智能變電站的管理質量和管理水平有了非常顯著的提升。

5、智能監控系統與傳統變電站的比較

傳統的變電站和智能變電站的關鍵區別就是危機控制的多功能繼電器取代了電磁繼電器，同時還將一些比較關鍵的信號直接傳輸到計算機系統當中。

在變電所運行的過程中需要現場的一次性設備和控制室當中的單項自動化裝置采用對應的電纜完成連接工作。

在實際的工作中，設備的復雜性相對較大，占地面積也相對較大，工作中，我們需要完成較多的工作。而應用智能監控系統變電站的一個最為關鍵的特點就是將大量分散布置的設備集合在一起，這樣就構成了一個完整的兩級單元，也就是間隔級單元和中央單元，這種運行的方式已經完全不需要以往的集中控制屏，變電站在運行的過程中也就成為了一個結構更為簡單，操作也更為便利的系統。在系統運行的過程中，電纜的使用數量也顯著的下降，在其發展的過程中，先進的技術和系統取代了以往比較陳舊的模式，這樣也就使得工作人員在開展系統操作的過程中更具安全性和可靠性，此外在操作的過程中也更加的便利。

6、結語

智能監控系統是一種智能性非常強的繼電保護裝置，在該系統應用的過程中可以十分有效的提高工作的質量和效率，其功能性明顯增強，電能質量監測、事故預警功能等都使得整個工作的效果得以充分的改善，同時在這一過程中，系統還能夠依靠網絡技術去實現其更為先進的功能，打破了時間和空間的限制，工作人員在任何一個地方都可以接收到信息，這樣也就使得工作變得更加方便，智能監控系統在發展的過程中可以對其投資加以控制，此外，它也可以很好的使得供配電系統自身的性能得以充分的展現，這一系統的應用可以十分顯著的減少工作人員自身的工作量，系統故障處理的時間也比較短，此外也能夠十分有效的改善用電管理工作，因此，這一系統在未來的發展中具有非常好的前景。

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