关于新一代智能变电站辅助系统综合监控平台的探讨

关于新一代智能变电站辅助系统综合监控平台的探讨

马璐

（国网天津滨海供电公司天津滨海300459）

一、简述

目前大多数传统变电站的环境监测、视频监控、消防报警、安全防范、门禁等辅助子系统，受传统技术与理念影响，大多数系统都是孤立的，形成了一种“信息孤岛”效应。这些数据的上传通过不同通道，甚至每套系统都必须配有相应的管理人员，很难做到多系统的综合监控、集中管理，无形中降低了系统的稳定性和可用性，集成度也因此受限，系统的管理成本也大大增加。

为了进一步提高智能变电站的系统安全防护水平，进一步优化配置各个技术系统,提高变电站运行安全性和可靠性，通过变电站智能辅助综合监控平台的研发和应用，实现站端状态、视频联动、环境监控、防盗报警等系统的高度互联互通，建立了变电站智能控制新模式，提高可工作效率，有效缩短缺陷处理时间，大大降低智能变电站综合管理成本。

二、新一代智能站系统新需求

智能变电站辅助系统综合监控平台最基本的目的是将变电站远程环境数据信息、远程实时图像信息、通过现有的综合数据网络传输到集控、调度中心等相关部门，进行日常巡视监控、应急情况分析和现场判断决策，以便提高供电可靠性、运行维护等工作效率和自动化水平，从而减少运行管理成本。传统的遥测、遥控、遥信、遥调这“四遥”已增加了“遥视”变成了“五遥”，通过它们可以对远程监控设备运行数据、环境参量、实时图像等信息，并随时进行存储、分析和决策判断。通过及时的调度和指挥，处理现场发生的各类复杂情况；并通过后续跟踪处理过程和结果，随时掌握第一手资料，保证处理效果最佳；通过视频监控等相关设备，对各类突发性事件及治安案件进行录像或抓拍取证，协助配合公安等部门调查，提供相应的法律证据，这些应用是初步符合电力企业安全稳定高效运营的发展需要。

然而随着用户的深入使用，第一代智能变电站辅助系统的使用、系统融合、界面操作等方面都暴露了一些问题，这就要求新一代系统能针对现有不足之处进行优化提升。对此，总结提出了一些新需求：

（1）标准化问题。目前国网公司已推出了《智能变电站辅助系统综合监控平台技术规范》，南方电网也推出了《变电站视频及环境监控系统技术规范》，这说明电力行业的标准化是引起重视并进行了一系列工作的。但同时也应该认识到，在系统互联互通、设备互相兼容、协议信令一致方面，还需要行业内进行很大的努力和推广。

(2)适应电力系统应用各类复杂环境问题

近几年来，随着IEC61850标准的应用，我国智能电网的发展迅速。数字化智能变电站概念已在工程实践中得到广泛应用，全国已建成一定数量的智能变电站，统分为第一代智能变电站和新一代智能变电站。新一代智能变电站从整体上分为三层两网结构：站控层、间隔层、过程层，整个体系为“三层两网”结构，站控层与过程层分别组单星型网。按分层分布式来实现智能变电站内智能电气设备间的信息共享和互操作性。站控层包括自动化监视控制系统，通信系统、站域控制、对时系统等的星形以太网络，测控和测保装置同时接入GOOSE、SV网，全站设备GOOSE、SV共口、共网传输。

智能变电站是智能电网的重要组成部分。具有自动控制协同控制能力、综合分析能力是变电站智能化的关键，其实现重点是对顺序控制、智能告警、故障综合分析、一次设备状态检修等高级应用功能进行研究，实现变电站智能化、运行维护高效化。该系统集视频监控、环境监测、安全防范、消防报警等综合系统功能，具有信息化、自动化、互动化特性，极大地减轻了运维人员对设备巡检的工作量，在电脑前即可掌控设备运行的“千里眼”、“顺风耳”、“智能手”的感觉。变电站中存在强电磁场干扰，对设备电磁兼容性能、外壳防护等级均提出了较高要求。

(3)实用化问题

解决方案需要满足用户的实用化需求，符合用户安全生产和辅助监控的需要。智能变电站是智能电网的重要组成部分。具有自动控制协同控制能力、综合分析能力是变电站智能化的关键，其实现重点是对顺序控制、智能告警、故障综合分析、一次设备状态检修等高级应用功能进行研究，实现变电站智能化、运行维护高效化。

顺序控制作为智能变电站基本功能，是在变电站标准化操作前提下，由自动化系统自动按照操作票规定的顺序执行相关操作任务，一次性自动完成多个控制步骤的操作。也有采用顺序控制与视频系统的结合的方式，当操作某个一次设备时，自动控制视频系统获取设备图像，通过图像识别技术判断出此设备的状态，进行自动确认，实现高效的准确的顺序控制。顺序控制的功能能够有效提高全站的运行效率，极大的提高了运行维护的便利性和安全性。

智能告警与分析。根据设备的运行状态，对设备的运行状态进行分析、统计，触发计时计次等二次告警功能。现场告警（SOE、开关变位、保护事件等）发生时，智能告警能进行故障推理，获得对该事件的认识及可能产生的影响，从而生成故障诊断事件（报告）、故障处理报告，能为实现运行设备的早期故障预警、事故的快速诊断及故障后处理等功能提供依据，同时可将信息上传至主站端。

故障信息综合分析。主要包括实时故障信息综合分析、故障设备诊断分析、故障录波数据离线分析、故障信息保存与查询等。在此基础上，对保护行为、开关行为进行评价，如：保护动作重合闸失败、开关拒动失灵保护启动，保护动作正确、保护误动等。

设备状态可视化。设备状态可视化实现高压一次设备的“自我参量检测、就地综合评估、状态结果预报、系统在线可视”。按照“一种高压设备对应一个状态检测单元”的思想，按设备间隔设置状态检测智能组件，实现高压设备基本检测功能。综合分析结果满足DL/T860标准上传信息一体化平台。通过专家分析系统实现一次设备的状态检修及可视化显示；利用二次设备的自诊断与网络监视等手段，实现二次设备的状态检修及可视化显示。

国际电工技术委员会IEC定义的两个系列标准IEC61968和IEC61970定义了一种电力系统通用信息模型CIM和组件接口规范CIS。CIM现在已经比较成熟，在实时数据应用中得到了广泛应用。国内电力行业在相关技术规范中已对视频及环境监控系统平台间互联规范做出明确而详细的描述，面向SOA架构，采用SIP+XML协议进行互联通信[1]。

三、结束语

目前国内在智能变电站辅助综合监控系统方面的研究主要是以不同厂商的擅长领域为切入点，着重自身特长开展重点研发，在标准化、系统一体化集成联动、实用性等方面均有所不足。

目前智能变电站概念已在工程中获广泛实践，全国已建成数量可观的智能变电站。同时我国智能坚强电网的规划试点已经启动，智能变电站领域的研究和建设工作也将为智能电网的发展打下基础，智能变电站综合辅助监控系统必将为变电站“无人值守”奠定坚实基础。