面向智能电网的变电站状态监测系统改造分析

【摘要】我国“十二五”规划的发布，使得全国大范围的变电站状态监测系统进行改造，以求使用智能化电网的需求。本文中主要介绍了智能化监测系统的一些特点，同时针对具体改造的方法，以某一个500kV的传统变电站为例，具体展开论述。

【关键词】智能电网；变电站；监测系统

一、智能化监测系统的概述

（一）智能化运行特点

1.开放性

在智能化监测系统的设计当中，能够包含不同厂商所提供变电器的各种参数，包括技术指标、设备的数量、系统延伸的需要等等，才选择技术的时候，要能够尽量选择适用范围比较广的技术类型，保证该系统能够运用到不同结构、软硬件当中，保证系统的开放性特征。

2.科技性

在日常运转当中，会结合当前互联网技术发展的情况，运用先进的网络技术对系统当中的软件平台、硬件平台进行升级，同时也能够采用先进的信息管理技术来做好日常的系统维护工作，结合未来产品市场的需求，采用先进的产品技术，这一系列的流程中都涵盖了科技性的特征。

3.性能高

智能化监测系统的设计是为了对数据进行日常的存储、加工与处理，在系统工作中所用到的网络传输数据的水平、服务器的处理水平等都需要较高的标准，结构设计要科学合理，确保在用户访问量比较多的时候，仍然可以稳定地运行。

智能化监测系统的改造需要在满足以上三点要求的基础上，尽可能地少花费用，节约更多的成本。

（二）分层结构

在传统的监测系统当中，采用通信协议的种类多样，不同厂家之间的通信缺乏统一的方式，同时技术也没有统一的标准，造成不同厂家生产的产品不能互相通用，一个监测类型只能够针对某一个特定的监测系统，导致一台设备当中有很多套的前置系统，其控制起来比较复杂，不能够统一的管理，无法满足智能电网的发展需求。

通过改造，能够使该系统只需要被一台主设备来监测，信息建模呈现标准化的发展趋势，全站的通信协议采用统一的标准，即DL/T860。改造过后的监测系统当中，主要由站控层、间隔层以及过程层这三个层次组成。系统可以根据需求，来进行智能化的诊断，对下层采取统一的通信模式。

在站控层的前端设置CAC，用来监控变电站，能够实时监测到系统的运行，同时搜集变电设备在运行过程中形成的数据。间隔层作为一个综合监测的部分，能够监测到被监测设备当中的数据，对其进行加工和汇总，同时进行传递。过程层监测的是各种项目，其主要针对的是包括设备自动采集信息功能、测量数据功能等各种技术型的功能。

采取改造之后的结构，能够增强层与层之间的独立性，减少新技术的运用对层与层之间的影响；同时也能够使得对不同层次的管理更加的标准化，能够加强装置之间的互换性能；使得技术人员根据自己专业需要，关注某一个具体的层次；同时也有利于用户降低维护设备的花费。

二、监测系统具体改造分析

在本章节当中，主要以某一个500kV的传统变电站举例，在该设备当中，监测的对象主要是电容器、变压器、断路器以及避雷器，所采用的通信协议是CAN。

（一）过程层

对过程层装置的改造，可以采用能够支持DL/T860通信的设备，其安装的位置应该放在被监测的高压设备周围，能够对状态的参数进行实时地搜集，同时又能够为站控层提供一个数字化的接口。

（二）通信系统

对通信系统进行升级化的处理，采用DL/T860的通信标准，能够满足信息之间的分层，针对具体对象进行建模、信息的自我描述等等，这些都同智能化变电站的发展需求相适应，保证了其开放性的特点，可以算作是截止目前为止，技术最完备的通信标准，有利于智能变电站的日后发展，使得该变电站系统的内部、内外、外部都能够达到信息的时时互动，有利于对数据进行统一的分析。具体的改造方案如下：

1.间隔层中主通信网络的改造 下改造过后的网络模式方案当中，需要配置一个综合监测单元和1个控制柜。每个断路器配置一个综合监测单元和1个控制柜。为每台变压器配置一个综合监测单元和1个控制柜。设备的监测现场与主控室之间的通信采用全光纤的模式，所采用的标准为DL/T860。采用该方案进行改造，会对原本的结构调整比较大，但是其在逻辑上表现的更为合理，方便了现场的维护和管理工作。使得监测的单元能够按照设备的种类进行分类。

2.CAN局部光纤化的操作 在CAN网络的前端部分安装一个光电转换的设备，能够将发出的电信号立即转换成光信号，传输到在线监控的控制柜当中，控制柜再通过光电转换器，将接收到的信息传递到综合监控的设备当中。

3.主通信网络的改造 对主通信网络同样要采取光纤化的改造方法，将原本的电缆传输转换成为光纤传输，使得传递的信息量、距离、抗干扰能力都能够得到提高，提高了整体的传输质量。在不同层之间的通信网络统一都采用上百兆的光纤网络，将不同层次的监测单元能够连接在一起。

（三）站控层的改造

1.硬件的改造 传统的监测系统随着运行时间的逐渐增加，工作强度的逐渐加大，机器容易呈现出老化的状态，运行的速度和容量都会有所下降，其自身的新能已经无法满足数据快速增长和业务功能扩大对其提出的新要求。因此，需要对硬件设备进行全面的改造升级，将服务其換成一个性能更高的设备，交换机采用光电交换机。

2.软件的改造 对软件可以采取智能化改造。对软件结构的设计需要采取开放性的设计方式，采取组件化的设计方法，所采用的诊断分析的模型必须保证其扩展性，和可以配置的性能，对不同的软件、监测技术能够有不同的接口。这样就保证了不同产品的商家之间能够互相交换彼此的产品，使得系统的通用性能得到增强。同时软件的智能化升级也能够满足监测系统的信息处理、分析，提高系统的抗干扰能力等等。

3.诊断方法的改进 目前，在设备诊断的场合中，都采取统一的诊断方法，但是单一的诊断方法已经无法满足如今故障发生的种类，针对某一个设备的诊断方法更加不同适应技术发展的需求。每个设备都可能出现故障，而且这些故障的类型各不相同，出现的原理也是不一样的，因此判断起来会产生不同的结果。所以，在诊断故障的过程中，需要采用多分析算法来综合判断该故障的形成。具体来说，包括如下的两个方面：第一，不同的算法之间相互独立，且即针对的目标和运用的知识都是不相同的，通过它们之间的相互配合，共同来诊断某一个故障；第二，多个算法之间的诊断目标相同，但是诊断的知识和推理机制是不一样的，通过这些算法之间的相互协调配合，来提高诊断的准确程度。

参考文献

[1]国家电网公司生产技术部.中国坚强智能电网专项研究报告输变电环节[R].2010.

[2]中国电力科学研究院.中新天津生态城智能电网设备综合状态监测系统技术报告[R].2011.

[3]Q/GDW383—2009.智能变电站技术导则[S].2009.

作者简介

孙晨鸣（1979-），男（汉族），就职于杭州电力设备制造有限公司，研发主管、工程师职称，2012年就读华北电力大学电气与电子工程专业，主要从事高电压技术、智能电网研究。