智能變電站一體化裝置系統設計

黃超

摘 要：智能變電站是智能電網的重要組成部分，一體化監控系統是智能變電站自動化系統各種功能優化及其輔助應用的高度集成。本文主要就我國智能變電站發展現狀及一體化裝置架構加以闡述，然后對智能變電站一體化裝置系統功能和系統設計詳細探究。

關鍵詞：智能變電站；一體化裝置；系統設計

變電站是電網處理發電、配電、輸電和調度的環節的核心平臺，變電站的智能化是實現電網智能化的必須步驟。為了滿足現代智能電網更高效和更可靠的運作性能要求，我們必須在智能變電站的建設中合理引進先進的自動化和信息化技術，科學配置各種資源，實現變電站智能監控系統的一體化。

1我國智能變電站發展現狀及一體化裝置架構

1.1我國智能變電站發展現狀

自20世紀80年代開始，經過30多年發展，國內變電站自動化技術已經具有較高水平，基本實現了間隔層和站控層的數字化。在我國得到廣泛的應用，已經成為電網安全可靠運行的必選手段。但也存在一些問題，例如變電站存在多套系統、信息共享困難、設備之間互操作性差、系統擴展不便、二次電纜故障率高、場站設計復雜等諸多不足。嚴重制約了變電站實時、高效、可靠的運行要求。電網調度端對轄下變電站的自動化要求越來越高。傳統變電站已越來越不能滿足當前的發展需求，迫切需要對其進行改進完善，以滿足我國電力行業的發展。在一次設備方面，國內廠家通過在一次設備上外掛或內嵌檢測傳感器，實現對變壓器、開關設備、避雷器等的狀態監測，采用一次設備結合智能組件的方式，實現了一次設備的智能化，并在智能化變壓器、智能化斷路器、智能GIS等系列產品的研究取得突破。在智能變電站發展建設的需求下，我國一次設備的整體研制水平有了顯著提高，極大的縮小了與國外設備廠家之間的差距。

1.2我國智能變電站一體化裝置架構

智能變電站自動化系統由一體化監控系統和輸變電設備狀態監測、輔助設備、時鐘同步計量等共同構成。一體化監控系統縱向貫通調度、生產等主站系統，橫向聯通變電站內各自動化設備，是智能變電站自動化的核心部分。智能變電站一體化監控系統直接采集站內電網運行信息和二次設備運行狀態信息，通過標準化接口與輸變電設備狀態監測、輔助應用、計量等進行信息交互，實現變電站全景數據采集、處理、監視、控制、運行管理等。

智能變電站一體化監控系統由兩個部分組成，分別是安全Ⅰ區和安全Ⅱ區。位于安全Ⅰ區的監控主機的主要功能是實時采集智能變電站的各種設備的運行狀態參數，以及電網整體運行狀態信息，并對采集的信息數據進行綜合分析和處理，然后將這些信息數據上傳至系統服務器。安全Ⅰ區的有關運行信息通過直接采集和直接傳送的方式，經由安全Ⅰ區通信網絡，與智能變電站一體化監控系統調控中心實現實時信息交互。為了提高這些信息的可讀性，所采集的數據信息需要進行規范化處理，生成可讀性較高的標準文本格式。安全Ⅱ區的作用主要是采集并處理智能變電站環境監測、安防、消防等信息。通過對變電站輸變電設備狀態進行監測，并實時與其他輔助設備，以及綜合應用服務器進行信息交互。同樣的，這些采集到的信息也要經過分析和規范化處理，然后上傳至調控中心。

2智能變電站一體化裝置系統功能和系統設計

2.1智能變電站一體化裝置系統功能

第一，運行監視功能通過可視化技術，實現對電網運行信息、保護信息、一、二次設備運行狀態等信息的運行監視和綜合展示。包括運行工況監視、設備狀態監測、遠程瀏覽。第二，操作與控制功能。實現智能變電站內設備就地和遠方的操作控制。包括順序控制、無功優化控制、正常或緊急狀態下的開關/刀閘操作、防誤閉鎖操作等。調度（調控）中心通過數據或圖形通信網關機實現調度控制、遠程瀏覽等。第三，信息綜合分析與智能告警功能。通過對智能變電站各項運行數據（站內實時/非實時運行數據、輔助應用信息、各種報警及事故信號等）的綜合分析處理，提供分類告警、故障簡報及故障分析報告等結果信息。包含站內數據辨識、故障分析決策、智能告警。第四，運行管理功能。通過人工錄入或系統交互等手段，建立完備的智能變電站設備基礎信息，實現一、二次設備運行、操作、檢修、維護工作的規范化。包括源端維護、權限管理、設備管理、定值管理、檢修管理。第五，輔助應用功能。通過標準化接口和信息交互，實現對站內電源、安防、消防、視頻、環境監測等輔助設備的監視與控制。

2.2智能變電站一體化裝置系統設計

第一，硬件配置。站控層設備站控層負責變電站的數據處理、集中監控和數據通信，包括監控主機、數據通信網關機、圖形通信網關機、數據服務器、綜合應用服務器、操作員站、工程師工作站、PMU數據集中器、計劃管理終端、二次安全防護設備、工業以太網交換機及打印機等。

綜合應用服務器：接收站內一次設備在線監測數據、站內輔助應用、設備基礎信息等，進行集中處理、分析和展示。數據服務器：用于變電站全景數據的集中存儲，為站控層設備和應用提供數據訪問服務。監控主機雙套配置；數據服務器單套配置；操作員站、工程師工作站與監控主機合并，雙套配置；綜合應用服務器單套配置。

第二，系統軟件配置。主要系統軟件包括操作系統、歷史/實時數據庫和標準數據總線與接口等。操作系統：應采用LINUX/UNIX操作系統。歷史數據庫：采用成熟商用數據庫。提供數據庫管理工具和軟件開發工具進行維護、更新和擴充操作。實時數據庫：提供安全、高效的實時數據存取，支持多應用并發訪問和實時同步更新。應用軟件：采用模塊化結構，具有良好的實時響應速度和穩定性、可靠性、可擴充性。標準數據總線與接口：應提供基于消息的信息交換機制，通過消息中間件完成不同應用之間的消息代理、傳送功能。工具軟件：包括系統配置工具和模型校核工具。

3結語

總而言之，盡管目前我國在建設智能變電站上取得了不小的進展，在核心技術開發、設備研發和電網運行維護等方面積累了豐富的實踐經驗，但是在構建高度集成的智能變電站一體化裝置系統方面仍然遇到了很多困難和問題，這就需要從多方面進行考慮分析，加強系統的完善設計。

參考文獻：

[1]賀建明，易克難.智能變電站技術應用[J].科學中國人，2014（16）.

[2]趙勇，石光，楊經超，李巖.智能變電站的運維調試研究[J].信息通信，2014（01）.

[3]曹麗娟.變電站監控系統的標準設計與應用[J].廣東電力，2014（03）.endprint