变电站监控运行智能巡视技术解析

发表时间:2020/6/30   来源:《电力设备》2020年第5期   作者:王亮
[导读] 摘要:变电站设备是电网系统中十分重要的组成部分,变电站设备的稳定性很大程度上决定了用户用电稳定性。
        (阳泉供电公司  山西阳泉  045000)
        摘要:变电站设备是电网系统中十分重要的组成部分,变电站设备的稳定性很大程度上决定了用户用电稳定性。巡视是变电运行常规工作之一,是提高变电站运行维护水平的一项重要措施,巡视能有效评估设备状态,确定合理的运行方式,及时安排检修,从而消除电力系统中存在的安全隐患。随着变电站智能巡视系统日益普及,降低了运维人员的工作量,也增加了巡视机器人等设备运行维护工作的内容。 
        关键词:电网;变电站;监控值班;信号巡视
        前言
        随着智能化变电站的发展,传统变电站被智能变电站的设备所取代,光缆、光信号、GOOSE连线成为智能变电站的主要标志,在智能化时代下,数据采集及命令执行的智能系统进入到户外机构箱内,合并单元集中组屏,提高了变电站的运行与监控效率。
        1变电站智能巡视技术概述
        智能变电站是采用先进、可靠、集成和环保的智能设备,以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求,自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和检测等基本功能,同时具备支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策和协同互动等高级功能的变电站。智能变电站是坚强智能电网建设中实现能源转化和控制的核心平台之一,前景广阔。
        变电站设备巡视是变电运行常规性工作,是保证设备连续安全运行的主要措施。但再完美的制度也会有漏洞,再精密的设备也会出故障,同样会发生异常事件。加强变电站的设备巡视及缺陷管理,是提高变电站运行维护水平的一项重要措施,能有效地为评估设备状态、确定合理的运行方式、及时安排检修提供可靠、详细的数据并有助于做出科学分析,从而对于消除电力系统中存在的安全隐患,确保设备安全健康稳定运行,具有十分重要的意义。
        2智能监控系统的结构形式
        2.1区域供电集中监控系统模式
        区域供电集中监控系统适用于供电区域广、设备分布分散的电力监控系统。系统采用分布通信、主控室统一管理的模式。通过由网络、光纤附件等组成的站级以太网将各个变电所的通信管理机集成为一个系统,实现对整个区域的电力监控。主控室后台监控系统采用双机冗余结构,主、备机的数据始终保持一致,互为热备用,极大地提高了系统的可靠性、完整性。系统采用标准化、网络化、功能分布的体系结构,可靠性高,维护方便,具备软、硬件的扩充能力,支持系统结构的扩展和功能的升级。可以根据系统的规模和特殊需求,充分优化网络各节点资源,均衡網络负担,便于系统的分阶段实施。
        2.2集中监控系统模式
        集中监控系统模式适用于供电范围集中、监控对象数量不大的电力监控系统。系统采用分层分布式机构,分为间隔层设备、通信层设备、站控层设备。系统间隔层设备采用微机综合保护装置、智能配电仪表以及其他智能电子设备(IED)装置。所有间隔层设备均带有RS 485通信接口,以Modbus通信协议通过屏蔽双绞线接入通信管理机。通信管理机和后台监控主机通过站级以太网连接。系统监控主机可在HMI上显示整个系统的监控画面和实时运行状态。系统监控主机还可以对系统进行常规的控制,并对系统进行维护、修改和配置。


        3监控巡视现状
        国家电网公司开展“变电站智能巡视”建设以来,将原变电站的集中监控职能纳入调度部门并按电压等级分层监控后,从各专业上避免了不必要的干扰,有利于电网安全、经济运行。除承担变电站信息实时监控、電压力率控制、事故异常处理、倒闸操作等工作外,地区调控班监控专业每日必不可少的一项日常工作便是变电站巡视。
        现行的监控专业变电站巡视,是通过D5000系统变电站厂站接线图加集中信号界面浏览的方式进行的。此模式极易引起重巡、漏巡、错巡的情况。监控值班员每值需在接班后、值班中、交班前3个时间点分别对所辖范围内所有变电站信息进行全面巡视。目前,每位监控值班员每次变电站巡视时间平均长达3h15min,对于平均只有8h的每值值班时间而言,变电站巡视工作俨然已难以为继、无法正常开展。
        4 监控系统设备配置
        综合应用服务器通过正向隔离装置向III/IV区数据通信网关机发布信息,并由III/IV区数,智能变电站监控系统主要由站控层设备组成,包括监控主机、数据通信网关机、PMU数据集中器、综合应用服务器、占用时间同步装置等。
        (1)监控主机实现变电站的SCADA功能。(2)数据服务器用于变电站数据的集中存储,为站控层设备和应用提供数据访问服务。存储数据主要包括历史采样数据、事件记录、录波文件等。(3)综合应用服务器,接收站内一次设备在线监测数据、站内复杂应用信息、设备基础信息等,进行集中处理、分析和展示,是安全II区的设备。(4)I区数据通信网关机:直接采用站内数据,通过专用通道向调度中心传送实时信息,同时接收调度中心的操作与控制命令。(5)II区数据通信网关机:实现变电站告警信息向调度主站的直接传输,同时支持调度主站对变电站的图形调阅和远程浏览。(6)III/IV区数据通信网关机:实现与PMS、输变电设备状态监测等其他主站系统的信息传输。(7)操作员站。站内进行监视的主要人机界面,实现对全站一、二次设备的实时监视和操作控制,具有事件记录及报警状态显示、画面曲线报表展示等功能,具备事件查询、设备状态和参数查询、操作控制等功能。(8)工程师站。实现智能变电站监控系统的配置、维护和管理。(9)“五防”工作站。进行“五防”规则管理,闭锁不正确的遥控操作。(10)保护信息管理子站:集成站内保护装置信息,能够存储保护故障录波信息,具备修改保护装置的保护定值、切换运行定值区的功能。(11)图形网关机:实现智能变电站的告警直传与远程浏览功能。(12)PMU集中器:用于站端PMU数据接收和转发的通信装置。(13)站用时间同步系统:为全站所有设备提供统一的时间同步信号,应采用GPS和北斗系统双对时源。
        5结语
        智能变电站监控系统的应用是建立在常规变电站自动化技术发展的基础之上的,智能变电站监控系统各种支撑技术对于变电站信息传输、应用模式带来的变化是全方位的。这种变化所体现的特征将更利于实现信息的综合应用,提高变电站的智能化程度,同时也将对二次系统设计、实验、运行带来深刻的影响。智能变电站监控系统的应用技术实现了常规变电站自动化技术的发展与突破,具有明显的技术特征,智能变电站监控系统的应用体现了网络通信技术的特点,因此可以获得更高的可靠性和冗余性。
        参考文献:
        [1]黄华勇,游步新.通信在线监视分析系统在智能变电站中的应用[J].电力自动化设备,2011(4):78-79.
        [2]杨贵,王文龙.千兆交换机在智能变电站的应用探讨[J].电气技术,2010(8):58-59.
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        [4]国家电网公司基建部.智能变电站建设技术[M].北京:中国电力出版社,2011.
        [5]黄亦庄.智能变电站自动化系统原理与应用技术[M].北京:中国电力出版社,2011.
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