东北区域气象中心电力一体化智能运维管理系统的设计与应用

发表时间:2020/7/20   来源:《中国电业》2020年2月第6期   作者:郭宗凯 刘振宏 王一 李克非 郭飞 苗传海
[导读] 随着电力系统综合自动化技术、物联网及无线通讯技术的发展
        摘要:随着电力系统综合自动化技术、物联网及无线通讯技术的发展,变电站集中监控运维管理系统应用越来越受到重点用电企业的关注。运维管理系统是我国近些年飞速壮大的一项应用技术,该技术在变电站的智能化管理中扮演了重要的角色。本文为克服现有变电站运维管理方式需要人力资源较高、受天气影响较大、传统单一的监控系统不能有效的对变电站运行进行有效的监督管理问题,提出了基于智能通讯管理机的智能通信采集终端对运维管理系统进行整合,以实现变电站智能运维管理系统的设计。
        关键词: 变电站,运维管理系统,智能化,监督管理
0.引言
        随着电力系统综合自动化技术、物联网及无线通讯技术的发展,IEC61850标准的完善[1,2],变电站集中监控运维管理系统应用越来越受到重点用电企业的关注,智能终端,电子式互感器,过程网络和合并单元等技术日趋成熟使得变电站智能运维管理系统的建设逐渐普及[3]。为适应变电站智能运维管理系统的新发展、新要求,本文采用智能通讯管理机的智能通信采集终端对运维管理系统进行整合,以实现变电站智能运维管理系统的设计。
1.工程概况
        东北区域气象中心现有一座10kV变电站,根据变电站的实际情况进行智能运维管理系统的设计与施工,加装通讯管理机、摄像头、温湿度传感器、水浸传感器,采集保护装置、智能仪表和电表,水压表等的设备数据,实现实时数据查看及预警报警。
        现有的设备配置情况如表1所示:
表1 东北区域气象中心10kV变电站现有设备配置表

2.智能运维管理系统体系架构
        本方案以东北区域气象中心10kV变电站为基础,利用计算机技术、通信技术、测控技术,使用保护、测控、通信网络、监控系统、设备状态监测等设备实现电气设备的监测、控制、历史记录和运维管理,它包括变配电站(室)系统、机组子系统和电气设备状态监测,通过网络通信功能与分散控制系统接口融合,最终实现电气设备监控一体化,从而全面提升自动化程度和安全生产运行水平,其网络结构图如图1所示。

图1 智能运维管理系统网络结构图
        变电站智能监控运维管理平台采用分层分布式结构,分为采集层、传输层、服务层和应用层四个部分:
        采集层:配置通讯管理机,通过RS485/232通讯线采集变电站中的智能仪表、保护装置、温湿度、水浸,空调等状态量及数据量,配置智能视频采集终端,采集实时监控影像,并支持旋转调焦等控制操作。
        传输层:通讯管理机(ReeComm)对采集的数据进行加密和转发,保证用户数据的安全性。西侧通过光纤将采集的仪表数据和视频数据传输至主楼。东侧使用485通讯线缆将采集的智能仪表数据传输至主楼。智能视频采集终端(ReeLive)将监控视频集成到平台中进行显示。
        服务层:通过部署在工控机上的智能监控运维管理平台对采集层传输上来的数据进行接收,存储和计算。结合大数据分析实现实时监视、数据统计、数据分析、报警,运维等功能。
        应用层:应用层完成平台与用户之间的交互,用户可通过显示器访问变电站监控运维管理平台。查看实时数据,通过一次接线图了解整体运行工况,监视系统运行。
3.工程应用情况
        本文所提出的变电站智能运维管理系统以投入运行。主楼及东侧工程加装工控机1台、通讯管理机及配套机柜1套、监控交换机3套、智能视频采集终端1台、数字硬盘录像机1台、UPS电源1台、声光报警器2套、温湿度传感器3套、水浸传感器5套、摄像头8个、光电转换器2台等;西侧楼工程包括通讯管理机1台、监控交换机1套、温湿度传感器2套、水浸传感器3套、摄像头4个、光电转换器4台等。
        如图2所示,系统可以通过电站监控以组态电力系统一次接线图方式展示系统实时工况、电量和非电量实时数据,实时显示系统中不同设备的运行状况和各个参数的实时遥测、遥信数据。
       
        图2智能运维管理系统组态电力系统一次接线图
        对于一些相关性强的数据,系统可自动计算电压、电流的最大值、平均值、电量的累计值等。并将这些处理后的数据及对应时间存储到历史数据库中,提供组态图、趋势图、对比图、Excel导出、相关性分析等数据分析工具。可对参数指标同类的设备进行运行指标(负荷率、故障率)统计,可以实现不同标准下重要生产经营指标的对标管理,如图3所示,实际值与计划值、同期值或理论值等进行对比,各不同电站、不同时间段的对比等。

图3 生产经营指标的对标管理
        智能运维管理系统支持电站建设档案管理、设备台账资源管理、人员管理、电站运维计划管理、任务管理、人工或自动任务派单、运维全过程记录、运维记录查询、运维知识库管理及索拉智维系统配置管理等功能,记录电站系统运行中的告警、故障等运维任务,用户可在系统页面中实时查看变电站的视频信号,利用运维资源及保证变电站安全稳定生产提供强有力的数据支撑和技术保障。
4.结论
        本文通过分析目前变电站运维管理系统运维工作量大、监控网络复杂、受天气影响较大等问题提出了基于智能通讯管理机的智能通信采集终端对运维管理系统进行整合,以实现变电站智能运维管理系统的设计。通过实际运行测试,检验了变电站集中监控运维管理系统运行的高效性,既降低了企业的运行管理人力成本,也提高了电力设备的运维水平,降低了设备发生故障停机的事故几率,是提升企业智能化、信息化和自动化的有效途径。

参  考  文  献
[1]    梅德冬,周斌,黄树帮,周化,李嘉. 基于IEC 61850第二版变电站配置描述的集成配置解耦[J]. 电力系统自动化, 2016, (11): 136.
[2]    高志远,黄海峰,徐昊亮,倪益民,窦仁晖,靳攀润,曹阳,张鸿. IEC 61850应用剖析及其发展探讨[J]. 电力系统保护与控制, 2018, 499(1): 167-174.
[3]    焦日升,焦俊驰,王菁,曹盛楠. 智能变电站运维与防误预警培训系统研究[J]. 国网技术学院学报, 2019, (3): 61-64.
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