无人值守变电站辅助平台功能研究

摘 要：无人值守变电站是智能电网中研究的重要内容。为了确保无人值守变电站运行维护具有较高的安全可靠性和节能经济性，将变电站中相应的辅助控制系统进行功能的集成统一，实现统一调度管理尤为重要。本文笔者在对无人值守变电站辅助监控平台的建设目标进行阐述后，对平台总体方案进行了探讨，并对图像监视与火灾消防系统的集成与联动、门禁系统与火灾消防报警系统的联动、动力与环境监测系统的功能整合和联动、照明控制系统的联动等平台功能实现进行了研究，以达到无人值守变电站辅助功能系统的集成统一管理。

关键词：智能变电站 辅助系统 集成统一 功能整合

中图分类号： TM769 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）11（c）-0009-01

无人值守的变电站集控中心中，除了需要站内的影像资料外，还需要掌握站内人员出入、电气设备运行环境、安全警卫、温湿度等相关信息，同时需要相应的智能专家分析软件辅助运行管理人员进行智能分析决策。为了进一步提高无人值守变电站综合自动化运行管理水平，满足智能变电站远程监控的无人值守需求，需要配置一整套辅助监控管理平台，该监控子系统独立于变电站计算机监控系统，专门对变电站调控运行的辅助功能设备系统的运行工况进行在线监测[1]。

1 无人值守变电站辅助监控平台建设目标

变电站智能生产辅助控制系统，是在区域智能大电网规划的指导下建设的，应从实际功能需求出发，结合工程特性分步实施、逐步完善辅助监控系统功能。

（1）系统需要具备安全可靠、实时动态、集成统一等功能特性，以满足无人值守变电站运行管理、任务决策、指挥决策等功能需求，有效推进无人值守变电站调度运行和集成管理工作的监控管理效率，降低工作人员的工作强度。（2）需建立一个集成统一的管理平台，将无人值守变电站实时图像、环境数据监测、设备远程遥控、烟火信号监测、给排水通风系统运行功能等辅助系统的功能进行集成整合，实现统一管理和联动处理，有效提高无人值守变电站调度运行管理的应急处理和反应能力。（3）建立3D仿真模型，以设备运行模型为基础，充分融合视频图像监控数据信息、设备运行状态信息、环境监测信息等数据信息，为无人值守变电站电气设备运行工况状态分析和在线故障诊断提供丰富的数据支撑。

2 无人值守变电站辅助监控平台总体方案

无人值守变电站中火灾报警系统、照明系统、给排水系统、通风系统等辅助系统，具有设备种类较多、温湿度监测监控点较大、监控区域较广等特点。为了解决变电站辅助系统分散监控可能出现的“数据孤岛、分散独立监控”等问题，以网络交换机为核心，按照DL860协议、Module-bus规约等，将变电站中所有的辅助系统经通信规约转换联网进行集中监控，实现功能整合优化和降低工作强度的目的。按照分散集控原则，将辅助集成监控平台划分为数据采集层、数据处理层和系统监控层共三层结构[2]。变电站辅助系统位于数据采集层中，通过数据采集器采集现场终端的水泵信号、风机信号、运行环境温湿度信号、烟感信号、门禁信号等。数据处理层中包括数据处理服务器和视频处理服务器，其中数据处理服务器主要采集来自于数据采集器中的现场终端运行状态信号，并经服务器内部DSP数据处理单元运行分析后形成对应的分析结果上传到系统监控层中的监控主机；视频处理服务器收集由摄像头采集的动态视频监控图像，并上传到系统监控主机。数据监控层完成数据采集、录像管理、回放与检索管理、数据信息分析、远程操控、Web管理与浏览、故障诊断分析、故障告警、曲线报表生产、打印等功能。

3 辅助监控平动功能的实现

3.1 图像监视与火灾消防系统的集成与联动

当火灾监控报警系统监测到某处存在异常信号时，除了要发出对应的报警信号外，还需要通过系统间的功能集成联动图像在线监视系统摄像头，自动显示报警区域的实时图像界面。通过火灾消防报警系统与图像监视系统的功能集成和联动，利用可视化、主观化图像信息，可以为运行管理人员提供详细的故障分析数据信息，有利于对火灾程度、起火原因进行准确的分析判断，便于运行管理人员和抢险人员快速做出科学的决策。

3.2 门禁系统与火灾消防报警系统的联动

通过门禁系统与火灾消防报警系统的联动，一旦变电站内部存在火情时，门禁信号系统的控制主机（或模块）会同时接受到来自消防报警系统的联动信号，将打开相应的控制门锁，便于相关人员在有限逃生时间内及时疏散，同时为消防人员提供灭火救灾的通道。

3.3 动力与环境监测系统的功能整合和联动

在无人值守智能变电站中，动力与环境监测系统，是为电气设备营造良好运行环境的重要辅助系统，其主要监测量包括火警、温湿度、烟感、电机启闭信号、水压、气压等数据。通过采集器对上述数据进行实时采集，利用DSP等数据处理单元，形成对应的调控信号，确保各功能辅助子系统运行具有较高的安全可靠性和节能经济性，有利于整个变电站区域的集成调控和动态运行管理。

3.4 照明控制系统的联动

将照明系统与火灾消防报警系统、动力与环境监测系统、门禁系统等进行联动。一旦出现火情后，照明控制系统自动启动应急照明灯具和疏散指示灯具，为相关人员逃生和消防抢险提供必要的照度需求，及时疏散和抢险。通过与动力与环境系统的联动，可以根据需求智能形成灯具开启组合方式，确保照明系统运行在最佳工况中，达到节能降耗的目的。

3.5 功能联动实现告警专家处理

将各辅助功能子系统进行联动，实现数据信息的交互共享和互操作，通过监控层中的专家知识分析系统进行智能运行分析，形成对应调控决策，实现故障的准确定位和处理对策推荐，确保故障得到及时发现和快速处理，提高变电站运行的安全可靠性。

4 结论与展望

在无人值守变电站系统中，为了确保变电站安全可靠、节能经济的高效稳定调控运行，除了需要变电站综合自动化监控系统外，还需要将视频图像监控系统、消防报警系统、给排水系统、门禁系统、采暖通风系统、照明系统等有机集成整合。通过通信规约转换，利用信息化、网络化、IED智能电子化等技术的集成将辅助集成监测管理平台，作为变电站自动化监控系统下的一个子平台，实现系统的灵活拼接、冗余扩展、便捷升级改造等，是无人值守变电站智能自动化安全发展的重要方向，有待进一步深入研究。

参考文献

[1] 余腊生，刘勇.基于网络的智能视频监控系统的设计与实现[J].计算机工程与设计，2009，30（16）：3879-3882.

[2] 陈维莉.智能变电站辅助控制系统研究[C]//中国电工技术学会2010输变电年会论文集.2010：93-37.