智能变电站一体化监控系统方案设计与分析

智能变电站一体化监控系统方案设计与分析

摘 要 作为智能电网的主要组成结构之一，智能变电站可以实现智能电网的能量转换和自动控制。其一体化监控系统高度集成并优化了自动化系统的多种功能。本文就智能变电站一体化监控系统的方案设计和分析展开研究。

关键词 智能变电站；一体化监控系统；设计与分析

0引言

变电站是电网处理发电、配电、输电和调度的环节的核心平台，变电站的智能化是实现电网智能化的必须步骤。为了满足现代智能电网更高效和更可靠的运作性能要求，我们必须在智能变电站的建设中合理引进先进的自动化和信息化技术，科学配置各种资源，实现变电站智能监控系统的一体化。目前我国变电站的智能化进度缓慢，很多智能变电站试点工程仅仅是实现了部分设备的智能化，对于单个设备的运行状态监测和检修展开了研究。而对于整个智能变电站自动化系统的集成，则普遍存在子系统数目众多，且相互独立，集成度低，不能实现各自动化系统之间的资源共享和信息通讯，难以实现智能变电站监控系统的一体化。本文依据有关建设规范，分析一体化监控系统结构组成和功能组成，对一体化监控系统的配置方案展开了研究。

1 一体化监控系统结构组成

智能变电站的一体化监控系统是指在全站信息数字化、信息共享标准化和通信平台网络化的基础上，实现整个智能变电站信息的统一处理，集成运行监测和管理、自动控制、数据分析、智能预警和其他辅助功能与一体的监控系统。一体化监控系统是智能变电站自动化系统的核心部分，是智能变电站生产、配电和调度系统以及各自动化设备的连接纽带，也是变电站实现整体自动化的关键组成部分。智能变电站一体化监控系统通过直接采集智能设备的各种运转信息和整个电网的运行状态信息，并实时与其他监控系统和设备进行信息交换，实现变电站系统的动态监控。

智能变电站一体化监控系统由两个部分组成，分别是安全Ⅰ区和安全Ⅱ区。位于安全Ⅰ区的监控主机的主要功能是实时采集智能变电站的各种设备的运行状态参数，以及电网整体运行状态信息，并对采集的信息数据进行综合分析和处理，然后将这些信息数据上传至系统服务器。安全Ⅰ区的有关运行信息通过直接采集和直接传送的方式，经由安全Ⅰ区通信网络，与智能变电站一体化监控系统调控中心实现实时信息交互。为了提高这些信息的可读性，所采集的数据信息需要进行规范化处理，生成可读性较高的标准文本格式。安全Ⅱ区的作用主要是采集并处理智能变电站环境监测、安防、消防等信息。通过对变电站输变电设备状态进行监测，并实时与其他辅助设备，以及综合应用服务器进行信息交互。同样的，这些采集到的信息也要经过分析和规范化处理，然后上传至调控中心。

2 一体化监控系统功能

智能变电站一体化监控系统应该具备的功能包括运行状态数据采集与存储、数据总线与访问接口、电网运行状态检测、控制、数据分析与处理、电网运行管理和其他辅助功能等。变电站的智能化即要求一体化监控系统分析并处理所采集的监控信息，输出可读性强的标准化信息，实现对变电站内所有设备运行状态以及电网的运行状态进行监视和控制。同时，一体化监控系统还应该提供变电站设备以及电网运行状态远程浏览服务，便于相关工作人员实时了解智能变电站的运行信息。智能变电站另外一个功能就是能实现相关设备的就地和远程控制。通过引入先进的电气自动化控制技术，实现对站内一、二次设备的精确控制，并应设置紧急状况下的开关和闸刀控制。利用一体化监控系统的调控中心，根据采集到的状态监测信息分析结果，对变电站内设备进行远程调度和控制。此外，一体化监控系统还应对变电站内的环境信息，消防信息、安全信息进行实时监测，通过其他辅助设备和综合服务器，对这类信息进行合理分析处理，对出现的设备故障和安全事故提供准确的报警信息。对于智能变电站内的各种设备应建立档案，将各种设备完备的基础信息输入一体化监控系统服务器，并实时录入各设备的运行、检测和故障维修等信息，实现设备的智能管理。

3 一体化监控系统设备配置

智能变电站一体化监控系统的网络可分为站控层网络、间隔层网络和过程层网络。站控层主要设备包括监控主机、操作员站、各安全区通信网关机、数据服务器等。监控主机的主要功能是采集和处理变电站内设备以及电网的运行状态数据，并集成了安全防护功能。操作员站则是提供人机交互界面，为变电站内操作员提供各种设备运行状态查询和远程控制等功能。各安全区通信网关机则实现区内信息与服务器和调控中心的通信，实现信息的实时交互。根据智能变电站的电压不同，站控层设备的配置也会存在相应的变化。一般监控主机宜采用双套配置；220kV以上的智能电网数据服务器应该踩踏双套配置；网关机和操作员站设备等视智能变电站负载情况合理配置。间隔层的测控装置应该独立配置，继电保护装置则根据变电站电压不同而相应配置。测控装置的配置模式有三种，即单套测控装置接单网模式、单套测控装置跨双网模式和测控双套配置模式，在配置时应根据智能变电站的实际情况作出选择。过程层的主要设备包括合并单元、智能控制柜和智能终端等，其配置方案决定于智能变电站电压。电压较高的智能电网过程层设备宜都采用双重化配置，电压较低的则可以采用单套配置。此外，智能变电站一体化监控系统的设备还包括交换机、接口设备、光缆等网络通信设备。站控层网络应配置2台交换机，且每台交换机都能提高足够的端口以满足需求。间隔层网络按智能电网电压等级配置。过程层网络交换机的配置方案较多，当智能电网电压较高，测控装置和保护装置布置较为集中时，应配置更多的交换机，随着电网电压的降低，其所需的交换机数量也逐渐减少，以适应电网负载。

4结论

变电站智能化是推进电网智能化进程必须完成的关键任务。尽管目前我国在建设智能变电站上取得了不小的进展，在核心技术开发、设备研发和电网运行维

护等方面积累了丰富的实践经验，但是在构建高度集成的智能变电站一体化监控系统方面仍然遇到了很多困难和问题，主要体现在设备集成度低、自动化程度不高以及信息传递的实时性不强等方面。我们只有不断地进行技术革新，改进和完善一体化监控系统方案，才能够不断提高我国智能变电站的整体质量。

参考文献

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