变电站辅助设备智能监控系统的设计优化

变电站辅助设备智能监控系统的设计优化

邓世炼

福建和盛高科技产业有限公司 福建省 福州市 350101

摘要：随科学技术快速发展，基于信息与通信技术的智能变电站逐渐走进大众视野，它不仅有效提高了能源的供给质量与效果，其所具备的信息开放与资源共享功能也为变电站的故障检测工作提供了极大便捷。传统智能辅助控制系统受限于技术和理念的影响，一次设备在线监测系统、火灾报警系统、安防系统、消防系统相互独立、通信规约不统一，形成孤岛，无法实现设备之间的联动、配合，不但增加设备费用及调试成本，而且后期难以满足运维要求。且近年来系统内新投运110kV及以上变电站采用GIS设备占比已超过90％，但针对GIS设备的一次设备在线监测系统并未及时更新，不能满足GIS设备在线监测要求，GIS设备状态不能实时上传至监控、运维部门。针对以上提出的问题本文通过优化变电站辅助设备智能监控系统构架、搭建统一平台、打破信息孤岛，简化各子系统前端设备通信方式，实现信息共享；合理安全分区、规范各子系统安全分区部署，强化网络安全防护；完善一次设备在线监测子系统，规范监测内容及参量配置，实现主变压器、GIS设备关键监测量数字化远传；新增智能锁控子系统，实现开锁权限、记录、流程的智能化管控，全面提升辅助设备管控能力。

关键词：变电站；辅助设备；智能监控系统；设计优化

引言

智能变电站的监控信息支撑数据信息控制，而电力系统运行控制的关键节点也与智能电网息息相关。相比常规的变电站，在信息获取范围上智能化采集更利于一体化自动验收，并且构建统一验收平台也更利于收集高级应用的信息。通过模拟状态量数据对智能变电站的运行信息进行处理，利用信息共享机制对过程层和间隔层的设备进行分析，借助调度控制中心实现智能变电站自动验收测试。并针对站内网络信息调节智能变电站调度，控制调度中心与其他变电站的交换信息量，并控制用户信息交换渠道系统级应用，从而实现变电站的监控信息自动验收。为了保证智能变电站的安全运行，针对数据辨识内容进行分解，通过高冗余度的量测设备测量智能变电站的安全系数，及时对量测或者拓扑错误进行纠正。在基础数据信息一致的情况下供给数据信息资源，并监测数据信息资源的可靠性，通过高调度中心的状态辨别监测智能变电站的监控信息。

1一体化自动验收开关盒

考虑到测试验收监控数据的稳定性，构建一体化自动验收开关盒。改变验收监控数据的类型的数据来源，并确定输出验收监控信息的响应输出点，同时提取开关盒的响应信号，针对不同组态的自动测试系统进行完备信号测试。对开关验收监控信息进行组态设计分析所需信号完备性。监测串型数字信号并计算模拟的离散量。通过射频信号进行高速流体信号传输，根据连接的通道路由信号进行串行模拟。利用有限的ATE自动测试组态控制自动验收测试的运行，通过信号枢纽连接开关线路，降低开关线路插入的损耗，测算功率预处理直流的能耗，在元器件的传输范围内构建一体化自动验收开关盒。根据电流指标的调制制度测量杂散衰减谐波，以此确定一体化自动验收开关盒的线路型号。利用一体化自动验收开关盒进行输出信号测试并计算开路负载大小，利用自动验收开关盒输出短路电流，针对信息测量收发转换时延进行测量并分析针对频谱仪负载情况，据此完成智能变电站电平衡监控验收。

2智能联动

智能联动含主辅联动、子系统间联动及子系统内部联动功能。需满足以下要求：（1）支持监控主机、综合应用服务器及智能巡视主机之间联动控制，在智能巡视主机进行巡视期间，支持向监控主机、综合应用服务器发送联动任务功能。（2）当智能巡视主机接到联动信号时，支持根据配置的联动信号和巡视点位的对应关系，自动生成巡视任务，对需要复核的点位进行巡视。（3）发生火灾时，联动报警设备所在区域的摄像机跟踪拍摄火灾情况、自动解锁房间门禁，自动切断风机、电暖气、空调及除湿机电源。（4）发生非法入侵时，打开报警防区的灯光照明、联动报警设备所在区域的摄像机，并启动报警功能。（5）当配电装置室SF6气体浓度超标时，自动启动相应的风机并启动报警功能，必要时可联动相应区域的摄像机。

3二次设备状态监测

二次设备状态监测主要包括了三方面的功能。即间隔层设备状态监测、过程层装置状态监测和过程层交换机状态监测。二次设备状态监测系统内部包括了数据收集单元和运行维护管控治理单元两大部分内容。其中数据收集单元的主要作用就是在过程层网络中获得SV、GOOSE等报文，并进行进一步分析和拆解，进而获得进一步分析报告。然后将分析报告传送给运行维护管控治理单元。而运行维护管控治理单元的主要作用是实现与数据收集单元进行信息传递，获得剖析报告。同时可以实现与站控层交换机的连接，使用MMS合约、保护设施及勘测设备和交换机通信等方式，来获得二次设备内的实时运行及状态监控数据。然后将这些数据进行综合运用分析，达到二次虚回路监控与警报、二次设备实时监控等目的。

4调试监控系统

智能变电站保护工作中，时常涉及网络监控设备的运用，此时引入网络报文记录分析仪即可使相关需要得到有效满足。通常而言，该分析能对运行过程中变电站产生的报文展开有效且准确的记录，并以此类内容为中心展开相应的分析作业，当有网络异常情况出现时，能够第一时间发出预警信息。监控设备监测信号，围绕相关数据的分析对设备工作是否保持正常状态展开判断，确保继电保护本身能够充分发挥应有的作用与价值。在应用网络监控系统后，同样能对故障直接展开分析，是二次设备检修的关键举措。立足于变电站角度而言，通过监控系统的预警，能够警示工作人员尽快展开处理作业，最大限度控制故障引起的影响。

5基于多参量的在线监测及故障诊断方法

该方法主要依靠智能站中报文格式记录分析设备的功能特点，根据该设备与报文格式记录的智能输入判断的对应关系，获取二级回路相关的基础消息。将格式数据信息发送到管理主机终端进行综合分析，同时提出SV、GOOSE网络的链路状态和计算机保护设备的在线监测诊断对策。在本系统中，报文的识别由网络分析仪记录和分析，同时充分考虑到过程层和站控层的报文信息量极大，存在大量冗余和非关键信息，导致生产调度数据网络的工作压力过大。网络分析仪设备采集信息后，对统计数据进行分类和选择，根据系统运行报文信息内容，将在线监测信息分为稳态过程、暂态过程及其运行状态文件。筛选出与AP-PID相匹配的链接信息，并转化为文档。稳态报文是记录长期检测信息(如温度、光强、电流电压、位置信息等)的文件，状态文件是检测通信链路当前连接状态的文件。系统软件不仅存储站内信息，还进行实时诊断和分析。同时，数据分析状态信息的长期变化趋势，整合设备发生异常时的状态特征，评估身体状况，做出诊断管理决策，这种方法提高了智能运维设备的运用效果。

结语

本文在现有智能辅助监控系统基础上提出了深化版辅助设备智能监控系统，优化系统构架和防护，增加智能锁控子系统、智能巡视子系统、动环子系统，并将强各子系统的配合和联动，全面提升了变电站辅助设备监视能力，为变电站安全可靠运行提供保障。

参考文献

[1]夏立萌,宋巍,郭飞,等.智能变电站监控信息自动传动验收方法研究[J].电气工程学报,2020,15(2):104-109.

[2]刘大勇,王大亮,石钰.智能变电站监控信息自动验收技术的应用研究[J].科技创新与应用,2021(7):178-180.