淺談變電站遠程可視化順序控制系統(tǒng)

武君

【摘 要】為了提高建設管理效益，需要不斷的提高電網(wǎng)建設能力和水平，公司創(chuàng)新開展大建設體系電網(wǎng)建設項目全過程可視化管理，創(chuàng)建可視化管理平臺。本文就對變電站遠程可視化順序控制系統(tǒng)進行深入探討。

【關鍵詞】變電站；遠程；可視化；順序控制

隨著國家電網(wǎng)“三集五大”體系建設的深入推進，供電公司公司原有基建管理模式難以達到“效益最大化、人員最精化、服務最優(yōu)化”的新要求。構(gòu)建以管理創(chuàng)新和技術創(chuàng)新為基本內(nèi)涵的項目全過程可視化管理模式，是高效推進“大建設”體系建設的客觀要求，是提升建設管理集約化水平的迫切需要，是電網(wǎng)建設技術發(fā)展的必然要求。

1、現(xiàn)狀及存在的問題

變電站因具備“四遙”功能，基本都采用無人值班運行模式，在實際運行中，在調(diào)控中心一般僅進行斷路器分合閘或重合閘等功能投退的遙控操作，大量的倒閘或停電操作仍需要人工來進行作業(yè)，而人工本身具有一定的不穩(wěn)定性，容易出現(xiàn)工作上的失誤，并且效率方面也較為低下。隨著現(xiàn)代技術的發(fā)展，自動化技術的范圍以及可靠性都得以增長，因此可以采用自動化程序?qū)ψ冸娬具M行遠程控制。程序化操作也稱為順序控制，在運作流程上，首先通過人工的操作，在后臺上擬定之后發(fā)出，當程序接收到人工擬定的指令后，會依照指令與本身的控制邏輯路線對控制目標進行控制，初步實現(xiàn)遠程變電站控制，并且為了實現(xiàn)智能化控制，程序還會對指令進行邏輯判斷，即確認程序的可行性，并同時將指令執(zhí)行的效果不斷反饋，人工可以對此進行觀測、調(diào)整。由此可見，通過這種方法的實施，使得人工不用介入實際的操作，因此避免了人工不穩(wěn)定性的影響。但這種方式是在默認設備提供的電氣量或開關量完全準確的前提下進行的，而受現(xiàn)有設備制造水平限制，電氣接點信號存在錯誤的可能性，因此對設備的順控操作存在一定的風險性，需要采取措施解決。

2、遠程可視順控系統(tǒng)

2.1需求分析

順控功能在實現(xiàn)的過程中，存在以下問題：（1）設備狀態(tài)返校信息單一；（2）設備視頻聯(lián)動功能未起到實質(zhì)性的作用；（3）設備圖像清晰度受光線影響；（4）對于設備圖像狀態(tài)缺乏智能分析功能；（5）視頻監(jiān)控系統(tǒng)攝像頭數(shù)量多、布點接線復雜，影響設備運行，甚至在嚴重時會對檢修人員人身安全造成一定威脅。

2.2系統(tǒng)構(gòu)成

在結(jié)構(gòu)當中主要包括了網(wǎng)絡高清攝像機、軌道攝像機、控制主機、視頻處理單元、多維可視監(jiān)控綜合主機、磁盤陣列、圖像智能分析服務器等硬件設備，下文對設備運行流程進行闡述。首先，通過高清攝像機、軌道式攝像機、角位移傳感器等設備獲取一、二次設備運行狀態(tài)信息并進行圖像識別分析后將圖像及狀態(tài)判斷信息上傳至站端監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)在進行順序控制操作過程中獲取圖像識別信息參與操作過程中的邏輯判斷；與此同時，畫面自動切換至被操作設備，由于圖像識別信息原理有別于電氣位置信號，因此提高了順序控制操作的可靠性。

2.3遠程可視化順控系統(tǒng)關鍵技術

2.3.1視頻技術及微距攝像頭技術

通過網(wǎng)絡高清攝像頭的應用，可有效實現(xiàn)對變電站內(nèi)部電氣設備的檢測，以此來為控制提供依據(jù)。例如，在刀閘刀口的位置安裝網(wǎng)絡高清攝像頭，即可實現(xiàn)直接的可視監(jiān)控。在表計前加裝微距工作攝像機，實現(xiàn)表計自身可視化，微距工作攝像機采用無線傳輸模式，減少攝像機電纜數(shù)量，減輕現(xiàn)場施工工作量。系統(tǒng)在此基礎上，能夠近距離獲取儀表外觀圖片，并通過圖片特征識別算法，智能讀出儀表讀數(shù)。

2.3.2角位移傳感器

刀閘合閘到位監(jiān)測裝置，其結(jié)構(gòu)要點包括角位移傳感器和數(shù)據(jù)處理裝置。角位移傳感器包括轉(zhuǎn)動部件和固定部件，其中，固定部件主要分為兩個形式，即外殼與隔離開關連接、轉(zhuǎn)動部件與隔離開關軸端連接。此外，數(shù)據(jù)處理裝置方面主要有比較處理單元、信號接收單元、基準單元等。當隔離開關在合閘時，角位移傳感器因為轉(zhuǎn)動部件的旋轉(zhuǎn)而在傳感器固定部件的線圈上產(chǎn)生4～20mA電流信號，信號隨著轉(zhuǎn)動的角度增大而增大并發(fā)送給數(shù)據(jù)處理裝置。信號接收單元接收到該電流信號后，將在判別之后對進行處理，之后以信號的形式將處理結(jié)果傳輸至比較處理單元，當比較處理單元接受到信號之后，將會把結(jié)果與基準單元的基準信號進行對比，以此來確認合閘的正確性，并通過通信傳送單元發(fā)送確認信號到上位機，如果不在基準信號范圍內(nèi)，則說明合閘不到位并發(fā)送合閘失敗信號。上位機中已有了一維監(jiān)控即基于輔助接點的開關量，而角度感應量的監(jiān)控判斷作為第二維監(jiān)控，只有二者均判斷為合閘到位，才能確認合閘成功。

2.3.3圖像智能分析技術

首先對配置儀表的初始參數(shù)進行設置，以此形成標準值，在此基礎上，可采用分析表對圖像中的位置進行判斷，以此得出當前儀表的讀數(shù)，如果讀數(shù)大于報警值，系統(tǒng)則會觸發(fā)自動報警系統(tǒng)。圖像智能分析技術的實施步驟為：首先根據(jù)初始數(shù)據(jù)信息對儀表的表盤刻度計算出橢圓度。再將表盤區(qū)域的圖像規(guī)范化，并得到規(guī)范后的RGB圖、灰度圖。

2.3.4視頻圖像傳輸

遠程可視化智能圖像監(jiān)控系統(tǒng)前端設備與集控中心，是相互串聯(lián)的兩個環(huán)節(jié)，串聯(lián)渠道在于視頻圖像傳輸系統(tǒng)，在此串聯(lián)關系之下，即可形成圖像信息的交互應用。視頻圖像傳輸系統(tǒng)的作用，首先，能夠?qū)崿F(xiàn)前端設備信息傳輸至終端系統(tǒng)的功能，其次，實現(xiàn)終端的控制指令傳輸?shù)角岸嗽O備，由其解碼下發(fā)，即實現(xiàn)遠程可視化智能圖像監(jiān)控系統(tǒng)前端設備與集控中心的雙向互聯(lián)。在最新的傳輸技術概念之下，傳輸功能的實現(xiàn)主要可以依靠信號格式轉(zhuǎn)換技術以及傳輸設備，通過現(xiàn)有的通信傳輸路徑來實現(xiàn)傳輸功能，也可借助計算機網(wǎng)絡技術來實現(xiàn)。

3、可視化管理的實施成效

3.1管理能力提升

應用可視化管理后，管理中心實行專人值班，每天對各項目進行常態(tài)化監(jiān)控檢查。各類檢查次數(shù)增多、檢查時間減少，現(xiàn)場項目管理能力大幅提升。管理中心全方位地對現(xiàn)場進行實時監(jiān)督，能對現(xiàn)場起到威懾作用，有效遏制不規(guī)范行為；施工周期內(nèi)的全程錄像還能為日后結(jié)算審計提供重要依據(jù)，對促進施工規(guī)范、保障施工安全、控制施工進度等均具有重要意義。

3.2管理效率提高

啟用可視化管理中心后，業(yè)主項目部人員在原來基礎上可以進行有機整合，減少人員配置。常規(guī)管理模式下，每個業(yè)主項目部需配置項目經(jīng)理、安全、質(zhì)量、技術、技經(jīng)等專職；經(jīng)過整合，每個項目部僅保留項目經(jīng)理一人，安全、質(zhì)量、技術、技經(jīng)專職由管理中心集中配置；業(yè)主項目經(jīng)理承擔建設協(xié)調(diào)管理，其余工作則由遠程集中管理實現(xiàn)。以可視化管理中心的集約管控功能取代各項目部分布式就地處理功能，從而實現(xiàn)人員集約化運作，提升項目管理成效。

3.3工程質(zhì)量精進

可視化管理中心投入使用后，24h全天候地監(jiān)控工程現(xiàn)場各角落、各環(huán)節(jié)、各工序。現(xiàn)場監(jiān)管除施工、監(jiān)理和業(yè)主的在場人員外，又多一雙“電子眼”，使工程質(zhì)量始終處于受控狀態(tài)。結(jié)合可視化系統(tǒng)推廣標準工藝應用，確保所形成的設計圖紙和施工方案100%符合標準工藝要求，且采用三維圖形進行設計交底，采用動漫演示分階段進行施工方案交底，形式生動，效果明顯。通過遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，使各專業(yè)專家參與工程檢查驗收成為了可能，進一步加強了標準工藝執(zhí)行過程的控制，確保執(zhí)行不走樣。

4、結(jié)語

在現(xiàn)代發(fā)展之下，社會對于電能的需求逐漸增長，導致電網(wǎng)運行的要求更高，不但要注重提高電能供給，還需避免電網(wǎng)運行的故障現(xiàn)象。因此，建立穩(wěn)定性高、安全性高的電網(wǎng)控制系統(tǒng)十分重要，但要實現(xiàn)此目的，就必須重視智能化的應用，其除了要求智能化的一次設備和自動化的二次系統(tǒng)以外，還需要建設功能完善的遠程可視化操作系統(tǒng)。本文為實現(xiàn)此目的，結(jié)合了變電站現(xiàn)狀進行分析，在其變電站基礎上進行了遠程可視化操作系統(tǒng)的設計。

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（作者單位：太原供電公司）