智能变电站一体化监控系统

时间:2022-03-18 03:43:40

智能变电站一体化监控系统

摘要:根据《智能变电站一体化监控系统建设技术规范》和《智能变电站一体化监控系统功能规范》,对一体化监控系统建设的重要性和必要性进行阐述。介绍了它的系统结构、系统范畴以及功能架构,阐述了系统涉及到的关键性设备,讨论了系统网络结构及具体的工程配置方案,这能帮助我们对智能变电站一体化监控系统的相关规范加深理解,从而推动对其的建设和发展。

关键词:一体化监控系统 智能变电站 数据通信网关机

中图分类号:TM762 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2014)05-0016-02

我国智能电网建设具有自身结构的特点,它涉及到输电、发电、配电、变电、调度、信息通信以及用电等环节,建设智能变电站属于变电环节,它的整体化建设水平会在很大程度上对智能电网总体高度进行影响。智能变电站的试点工程的建设工作正在逐步推进,许多新设备、新系统、新技术在智能变电站中投入应用,尽管在相当大程度上提高了整个变电站总体智能水平,同时也随之出现全站投入增多、设备加量、系统变多、信息沟通困难等很多问题。

1 需求分析

1.1 变电站的需求

(1)系统集成需求的智能变电站建设阶段,随着众多设备增加以及功能不断加强,一系列新系统也随之出现,像智能辅助系统、状态监测系统等新系统,结果是智能变电站的内部许多个监控系统同时并存,这使得变电站的运行人员工作量巨大,同时相关的设备系统数量也大大增加,使建设变电站的总体性投入大大增加。

(2)变电站的内部存在着多套系统这使运行管理工作面临新问题。就设置监控系统最开始的目的来说,就是要监视电网运行过程中所产生的实时性信息,控制操作相关设备。就目前才说,智能辅助控制系统、状态监测系统都不属于我们所说的电网实时监视范畴,如果变电站的管理人员要获得相关设备实时状态信息就要更换新的监控平台来解决,这极大地阻碍了运行维护工作的进行。

(3)智能变电站的一个突出性特征就是高级应用功能,这些功能能够体现出变电站的智能化水平。变电站全景数据是大部分高级应用分析处理的功能基础。比如就智能告警来说,传统数据采集与监控系统仅能告知二次设备动作或故障信息;在智能变电站的试点工程整个阶段中,智能告警水平也只局限于一次设备与保护测控装置,只有故障原因是分析结果中能提供给我们的具有价值的信息。只这些信息远远不能达到变电站的需要水平。智能化变电站智能告警要根据一次设备状态监测信息、测量控制信息、保护动作信息等进行全面综合分析,综合处理一、二次的设备相关信息,给出比较清晰明确全面的结论,提供参考数据指导监视人员,帮助其迅速判断故障类型以及产生的原因。

1.2 调度中心的需求

智能电网正在不断发展建设过程中,调度中心的各项高级型应用功能要成功实现就需要使用变电站来提供给它更多高品质、高质量全景数据来实现。国家电网公司曾经提出了“大运行的”建设要求,这使得调度中心正对变电站产生更加强烈的需求。

当前变电站上送数据全部要经过调度中心的数据校核过程,以此来保证能给调度控制决策提供可靠、准确的数据。但数的源头是变电站,如果能将数据校核在源头上实现,就不但能够及时的检测出测控设备在运行状态过程中的异常现象,同时也能将预警提供给调度中心,最重要关键的是,这还能使调度中心进行数据处理带来的工作量大大减少。在智能变电站的信息量正大量快速增长的情形下,对这种功能的需要变得非常迫切。

智能电网正在快速发展建设中,这就要求调度中心具有监视管辖范围全部变电站的功能,这种功能不要求所有的变电站都需要把站内信息给调度中心上送,而是当调度或者调控中心要查看信息时,变电站要能够实时的将全站的信息进行上送。这就是说当调度或者调控中心远程浏览来查看各个变电站的时候,调度或者调控中心在这时就像是变电站监控系统,它能够监视站内各个设备运行状态以及各个系统运行状态。线路间隔方面,不但可以调阅一次设备台账信息,如动作记录、投运日期以及生产厂家,还可获得二次设备厂家信息,如设备型号、厂家名称,可以保证故障发生之后,能够全面而快速地获取到故障设备相关信息,给调度运行者提供参考和指导。这种要求是当下情况智能变电站监控系统不能实现的,这就迫切需要有一套新系统有力支撑调度工作。

1.3 生产管理系统的需求

智能电网正在飞速发展,这就使生产管理系统对智能变电站监控系统提出了新要求,特别是对一次设备的状态监测提出了更高要求。生产管理系统根据需求灵活配置状态监测设备的上送间隔和采样频率,生产管理系统在安全Ⅲ区,但是状态监测系统在安全Ⅱ区,只有使用专用网才能实现两者间的通信,同时要保正和电力二次系统信息安全分区的必要要求相符合。

生产管理系统同时具有设备运行和维护的功能,在设备检修和维护时具有操作票管理和工作票管理、变电站内部设备的台账信息维护、定值单管理等功能,这些都可以在智能变电站的内部进行实现,实现其与变电站协同互动效果,进而替代人工开票、人工操作的流程,使变电站智能化总水平切实提高。这些功能都是目前情况下智能变电站监控系统不具有的,所以迫切需求开发新监控系统来实现功能。

2 系统范畴

一体化的监控系统按照全站信息共享的标准化、通信平台的网络化、信息的数字化基本要求来实现的,通过系统的集成优化来实现全站信息统一性接入、统一性存储以及统一性展示,是一些功能得到实现,例如操作控制、运行监视、综合信息的分析和智能告警以及运行管理与辅助应用等。

智能变电站二次系统自动化体系由一体化监控系统和输变电辅助设备、设备状态监测、时钟同步和计量等一起构成。监控系统在纵向贯通着调度和生产等一些主站系统,在横向上联通着变电站内的各个自动化设备,是体系结构中核心的部分。这个系统能采集站内的电网运行实时信息以及二次设备运行状态的信息,经过标准化接口和输变电设备辅助应用、状态监测、计量等功能进行交互信息,使变电站全景数据采集、全景数据处理、全景数据监视、全景数据控制、全景数据运行管理功能得以实现,逻辑关系下图1所示。IDE是智能电子设备,PMU是相量测量单元。

如(图1)所示,该系统不包括建设变电站的内部全部设备,却要接收在站内的所有设备信息。传统SCADA系统牵涉到的电网运行设备实时数据采集、数据处理和数据监视仍然在该系统范畴内。新增加的计量系统、状态监测系统以及辅助应用系统等不在一体化的监控系统建设范围之内,这就是说在变电站设备招标的建设环节中,这些系统可以进行独立招标和建设,其信息要上送给一体化监控系统,或者在该系统需要时能采集到。这样不仅清晰地将一体化监控系统范畴明确化,同时也和智能化变电站正在运行的管理体制以及模式匹配起来,可操作性较好。

3 系统新型设备

3.1 综合应用服务器

这种服务器可以实现和状态计量、监测、消防、电源、安防以及环境监测类设备的信息通信,综合分析以及统一展示之后,进行一次设备的在线监测以及辅助设备运行控制、运行监视与运行管理工作。使用综合应用服务器接入站内的辅助应用、状态监测等信息,进一步实现对它的监视、控制和操作。一定程度来看,这种服务器相当于站内监控主机的功能,能辅助实现非即时和准实时的数据接入与处理,并且这种设备承担向其他的主站系统进行数据传输的服务。

3.2 数据通信网的关机

这是一类通信装置,是用来实现智能化变电站和生产、调度主站系统间的通信活动的,主站系统在其帮助下能够具有为智能化变电站的远程浏览、信息查询以及监视控制等功能去提供模型、图形和数据的传输服务功能。要达到信息安全分区要求,这种通信装置根据不同分区分成3种类型,分别是Ⅰ区数据通信网关机、Ⅱ区数据通信网关机和Ⅲ/Ⅳ区数据通信网关机。对Ⅰ区数据通信网关机来说,其功能相当于传统的变电站中总控装置部分,具有变电站的内部进行实时数据传输的功能。Ⅱ区数据通信网关机可以使变电站的内部的非实时或准实时的数据进行传输,例如状态的监测和辅应用等。Ⅲ/Ⅳ区数据通信网关机可以与其他的主站进行信息传输工作。安全分区之内的数据通信网关机,功能角度来分析是相同的设备,因为分区不相同,承担的功能也变得不同。此装置和传统型总控装置还有一个典型的区别,它具备让调度中心这类主站系统进行监视控制、远程浏览和信息查询的功能,调控或者调度中心这类主站系统能通过数据通信网关机进行变电站的内部操作、控制和监视。

参考文献

[1]卿小毅.智能变电站一体化监控系统设计方案研究[J].中国新技术新产品.

[2]王冬青,李刚,何飞跃.智能变电站一体化信息平台的设计[J].电网技术.

[3]周勋甜.智能变电站的技术应用研究[D].浙江大学,2012.

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