浅谈特高压变电站监控系统应用

摘要：特高压变电站监控系统随着系统应用的深入，应着眼于远期规划的应用需求，主体架构系统需要具有统一的规划设计和较强的扩展能力，以适应变电站不断发展的需要。

关键词：特高压变电站；监控系统；功能；

1特高压变电站监控系统硬件架构体系

特高压变电站监控网络以数据中心为核心，采用并行星形方式向外展开连接，采用双路网络，中心节点设置冗余备份，并从根本上应用高可靠性的容错性能优良的硬件设备。网络中核心硬件设备的电磁兼容能力需要具备一定的抗干扰要求，在网络的建设过程中，注意抑制干扰源产生的电磁干扰，考虑应用切断干扰源传播途径的措施。如图1 所示。

特高压变电站监控系统以容错性能良好的应用服务器和核心交换机建立起变电站监控系统的硬件架构，同时以以太网构成的站级高速网络为骨干，在各工作组中建立二级交换，采用路由器和硬件防火墙与站外网络互联，通过数据网关与站内数据采集系统相连，上行读取采集系统的实时数据，并根据要求下行控制指令，对于特定设备设置只有单向数据传输的网闸路径，从而保证数据传输的安全性。硬件间隔层按工程本期规模配置并根据未来电气间隔设置，在本期建设中合理规划扩展布置方案。同时，对变电站总体架构进行统一规划设计，站控层、网络、软件系统按工程远期规模配置，网络配置规模也应满足工程远期要求。

计算机系统网络环境平台主要包括网络拓扑结构、网络设备配置、网络信息点分布、网络设备的选型、网络操作系统选型、数据库应用系统选型以及网络通信、网络结构化布线系统等，它的建设应与变电站的建设过程同步。由于计算机网络技术和网络设备发展的快速性，考虑到特高压变电站建设施工工期比较长的特点等综合因素，整个计算机网络建设可分为2 个阶段，网络的结构化布线应与特高压变电站的建设过程同步进行，网络主设备可在特高压变电站建设工程后期配置，以获得一个较佳的性能价格比。

特高压交流变电站针对电磁防护能力的技术要求更严格，而交流变电站设备分散下放中的关键是有效保证产品本身的电磁兼容性能，特高压变电站在选用设备包括监控系统相关硬件设备时要求设备符合抗干扰标准，以满足下放后在一定电磁场干扰下正常稳定工作的技术性能要求。

2特高压变电站监控系统软件架构体系

在变电站监控系统软件功能实现中，实时/历史数据库居于数据处理的核心地位，对于特高压试验示范工程，考虑到其在电网中的重要地位，为进一步提高其变电站监控系统的性能，应采用具备较强数据处理能力和先进性能的数据库。实时/历史数据库的基本数据处理过程如图2 所示。

由图2 可见，监控系统进行信息点(开关量、模拟量)的组态，通过测量装置上传的基础数据，经过输入处理后保存在实时数据库系统中，实时数据库中的数据定时转存到历史数据库中。

在特高压变电站的监控系统中，数据库管理系统实现对变电站大型数据库的有效管理和确保数据的可靠性和安全保密性。作为数据处理核心的实时/历史数据库在变电站监控系统中占有重要的位置，所选择的数据库管理系统既能满足变电站监控信息系统当前系统开发的要求，也要适合未来特高压变电站主设备系统发展深化的要求。

监控系统的可维护性也是一个考量的指标，采用可观性、可操作性比较强的组态软件，满足特高压交流变电站运行人员日常维护需要，满足特高压交流变电站未来扩建，主设备系统以及监控系统发展的需要。基于硬件平台的软件应用除依据特高压变电站计算机管理规定的计算机安全使用规定以外，还应考虑完善网络防病毒系统，并用硬件防毒和软件查杀防毒相结合的防毒杀毒手段。

3特高压变电站监控系统功能

特高压变电站监控系统基本的功能如下：

（1）数据采集和处理。采集变电站内各个测量单元基础模拟量、开关量信息，并保证不断地得到快速更新，保证传输路径上设备数据传递的稳定性，最后经过过程处理和中间计算，使系统对各种事件进行快速响应。

（2）主设备系统运行的在线监视。系统运行状态下的在线监视主要是实时监视各电气设备的状态数据。当变电站发生事故、故障和越限等事件时，监控系统将自动完成一系列的处理动作。在变电站的监控系统中纳入变电站一次设备的监测，是当前变电站生产运营管理应用比较活跃的领域，在该过程中，需要与一次设备厂商紧密配合，以此整合提升监控系统的性能。

（3）系统的运行控制。提供友好的控制界面(使运行人员可靠方便地对站内各种设备进行操作)，以及系统可以自动完成的程序操作过程。

（4）数据管理。将采集到的各测量单元的模拟量、开关量、中间计算点以及事件信息定期保存到历史数据库中，打包压缩存储并可以方便地对其分类索引、查询，查阅系统的各种事件纪录以及模拟数据的各种历史趋势曲线图。

（5）接口通信。将系统内各种装置提供的数据信息归纳整理成通用调度规约的格式，在调度需要时上行传输，也可对调度下行的命令接受、解析并执行。同时具备通用的接口扩展能力，以满足特高压变电站监控系统的开放性要求。

（6）图形曲线报表管理。特高压变电站的监控系统还应该具备相关的用户信息管理功能和各种报表功能，特高压变电站现场要求定制录入数据的兼容处理功能以及管理信息系统数据共享的功能。

（7）仿真培训。提供特高压变电站生产运行的仿真培训功能，提高运行人员操作和故障处理水平，完善学习手段。

（8）围绕核心基础数据的其他附加高级功能。依托于监控系统的计算机平台的其他高级应用为变电站的生产运营提供了灵活强大的手段，应用当前变电站监控管理领域的成熟和对未来特高压变电站生产运行管理具有良好辅助作用的应用软件是监控系统开放性的体现，可应用监控领域的较成熟的最新技术，整合完善监控系统的性能，此外，高级附加功能的应用是监控系统的前导竞争力所在。

变电站监控系统具有多用户、资源共享、分布式处理的特点，一方面它要求从整体设计、设备选型、网络安全、电磁防护、系统的整体冗余容错性能等各种基础技术上采取措施，建立并不断完善系统的安全体系，另一方面也要满足变电站日常工作的需要，同时对特高压变电站这种企业级的应用制定人员培训、系统的日常维护等工作流程，完善监控系统安全运行所必须的规程规定。从而在技术措施和组织措施2 个方面保证交流特高压变电站监控系统应用的安全可靠性。

为克服国内许多常规交流变电站在建设监控信息管理系统中存在的起点低、周期长、低水平重复开发和短期开发应用的落后状况，满流特高压试验示范工程的需要，需要建设一个一流的特高压交流变电站监控系统，在建设中以及未来的维护扩展中也应积极跟踪国际先进水平，进行充分调查研究，吸收国内外成熟监控信息系统设计的先进思想，应用成熟的先进技术，以达到起点高、效果好的目的。

4结论

作为未来特高压变电站生产运营执行主体的变电站监控系统，对于保证变电站内主设备及系统安全稳定运行有着重要的作用。制定清晰的特高压变电站监控系统建设进度、质量控制方案，选用实用可靠、性价比较好的硬件和软件设备，进行统一的规划，最终建设一个可靠、具有可持续发展能力、符合未来特高压变电站需求的变电站监控系统，对于保证交流特高压试验示范工程的稳定运行具有重要意义。

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