基于SCADA的變電站間隔分析工具的研究與應用

黃春勝　羅志豐　胡海琴

摘 要：針對智能變電站檢修現(xiàn)狀，結合先進的國內(nèi)外變電站狀態(tài)檢修的研究熱點，提出以“間隔運行狀況評價為基礎、優(yōu)化變電站檢修策略為目標”，開展基于SCADA的變電站間隔分析工具的研究與應用，實現(xiàn)變電站間隔運行狀況的量化分析，從一定程度上反映變電站的運行狀態(tài)和發(fā)展趨勢，為變電站故障預警、檢修計劃調(diào)整提供依據(jù)，保障變電站運行的經(jīng)濟性和安全性。

關鍵詞：間隔利用率；事件分析；可視化展示

中圖分類號：TM764 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）03-0166-01

電力工業(yè)是國民經(jīng)濟的第一基礎產(chǎn)業(yè)，是國民經(jīng)濟發(fā)展的先行行業(yè)，關系國計民生，具有戰(zhàn)略意義。電力系統(tǒng)設備一旦出現(xiàn)故障，造成電力供應中斷，會對各行業(yè)正常生產(chǎn)和人們的日常生活造成極大影響。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，對電力系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性以及經(jīng)濟性運行的要求也隨之越來越高。

在電力系統(tǒng)運行中變電站是發(fā)展的基礎和保障，變電站運行狀態(tài)好壞與否直接關系到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。由于變電站是連續(xù)運行的，加之運行中電力設備是相互關聯(lián)的，其安全狀態(tài)是一個整體，需要從宏觀上對變電站的運行安全狀態(tài)進行評估。

1 建設目的

變電站作為電網(wǎng)中絕大部分電氣設備的集合體，站內(nèi)設備繁多，內(nèi)部連接關系復雜，顧全每臺設備詳細運行狀況進而評估電網(wǎng)性能，則網(wǎng)絡分析相當復雜、信息冗余度高，且性能評估速度難以得到保證。因此，簡化變電站網(wǎng)絡結構，以電氣信息量測為基礎，實現(xiàn)變電站運行狀況的實時化評估更為快速、直觀、可行。

基于SCADA的變電站間隔分析工具的研究與應用，從變電站間隔利用率分析、間隔告警事件統(tǒng)計分析、線路（母線）輕/重載運行時長統(tǒng)計分析等三方面加強變電站運行狀態(tài)分析，綜合分析、量化電氣設備運行狀態(tài)水平，從一定程度上反映變電站的運行狀態(tài)及趨勢，為設備檢修策略制定提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

2 研究內(nèi)容

根據(jù)在線監(jiān)測系統(tǒng)（SCADA）和生產(chǎn)管理系統(tǒng)（PMS）提供的變電站設備運行、臺賬、檢修、缺陷等信息，從運行工況和歷史數(shù)據(jù)兩個方面對變電站間隔運行狀況加以共性分類、統(tǒng)計分析及變電設備運行狀態(tài)的量化分析、評分定級。

（1）臺帳映射關系建立：以變電站CIM模型和變電站一次接線圖為基礎，實現(xiàn)SCADA系統(tǒng)內(nèi)告警信息與變電站運行設備臺帳之間的映射；實現(xiàn)SCADA系統(tǒng)內(nèi)變電站間隔設備與PMS系統(tǒng)臺帳之間的映射關系；實現(xiàn)間隔與母線之間的映射關系。（2）間隔利用率分析：對歷史時間段內(nèi)間隔使用率進行分析，重點關注停用問題。通過采集各個間隔對應測點的負荷，沒有負荷為停用，有負荷為在運，判斷間隔運行時長。可按照變電站、電壓等級、間隔類型、時間段等字段進行統(tǒng)計分析，并支持圖形化展示。（3）間隔告警事件分析：研究SCADA系統(tǒng)中實時告警事件，重點關注告警事件的頻率及趨勢。通過采集SCADA系統(tǒng)內(nèi)的告警信息，與間隔進行關聯(lián)，統(tǒng)計間隔的告警事件數(shù)量與趨勢。其中實時告警為真實告警，非實時告警為調(diào)試告警（不統(tǒng)計）；可按照變電站、電壓等級、間隔類型、時間段等字段進行統(tǒng)計分析，并支持圖形化展示。（4）間隔輕/重載運行時間分析：通過采集10KV出線、母線的負荷，判斷全年母線和線路輕/重載時間統(tǒng)計。可按照變電站、月度/季度/年度進行統(tǒng)計分析，并支持圖形化展示。研究調(diào)度SCADA系統(tǒng)中10KV出線、母線的負荷情況。重點研究線路（母線）的輕/重過載情況。

3 技術路線

基于SCADA的變電站間隔分析工具，有效解決變電站運行狀態(tài)評估應用實踐中遇到的如下問題：

（1）轄區(qū)內(nèi)變電站數(shù)量較多；（2）變電站分屬于不同地方的，空間分布廣；（3）變電站狀態(tài)參數(shù)存在海量信息的處理和數(shù)據(jù)的計算繁重；（4）評估信息難以全面掌握，信息發(fā)布不能有效及時。

基于SCADA的變電站間隔分析工具，實現(xiàn)對變電站運行工況、歷史運行數(shù)據(jù)等加以共性分類，對間隔運行進行評估分析，并支持圖形化展示及報表統(tǒng)計、導出功能。用戶可以查看變電站間隔運行評估的各類詳細的數(shù)據(jù)，同時可以查看某類數(shù)據(jù)的歷史變化情況，掌握變電站間隔運行狀況的變化規(guī)律；分析結果的可視化，幫助工作人員直觀的了解變電站運行狀態(tài)變化趨勢，將工作人員從繁瑣的數(shù)據(jù)管理工作中解脫出來，極大地提高了工作效率。

4 場景展示

（1）間隔利用率可視化展示。如圖1所示。（2）間隔告警事件分析結果可視化展示。如圖2所示。（3）間隔輕重載運行時長統(tǒng)計結果可視化展示。如圖3所示。

5 結語

基于SCADA的變電站間隔分析工具的研究與應用，以變電站一次接線圖為基礎，實現(xiàn)SCADA系統(tǒng)內(nèi)變電站間隔設備與PMS系統(tǒng)臺帳之間的映射關系，進而實現(xiàn)變電站間隔運行狀況的量化分析，從一定程度上反映變電站的運行狀態(tài)和發(fā)展趨勢，便于變電站工作人員及遠方調(diào)度人員實時掌握變電站運行狀況。

參考文獻

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