电力监控系统在智能变电站中的应用

李想国网湖南省电力公司岳阳供电分公司



电力监控系统在智能变电站中的应用

李想
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摘要：智能变电站在电力系统发展的过程中已经成为了一个非常重要的趋势，同时其也成为了智能电网发展过程中一个十分关键的前提。在很多地区或者是局部电网的建设和发展中，为了更好的保证智能化管理以及节能的要求，变电站智能化应用的深度和广度都有非常明显的提升，网络技术的建设和发展实测我国的电网工程逐渐朝着系统化和环保化的趋势发展，在智能变电站运行的过程中，采用电力监控系统能够十分有效的增强变电站运行的安全性和可靠性。本文主要分析了电力监控系统在智能变电站中的应用，以供参考和借鉴。

关键词：电力监控；智能变电站；监控系统

计算机技术、网络技术和通信技术都得到了十分显著的发展，在这样的情况下，智能变电站得到了非常显著的发展，当前，我国的电网建设中也将智能变电站的建设当成了今后工作中非常关键的一部分。电力监控系统在功能性上存在着非常明显的优势，所以在智能变电站运行的过程中，其也得到了非常广泛的应用。这一系统的应用可以使得系统运行更加安全可靠，降低了事故发生的可能性，从而也就减少了这一过程中需要承担的经济损失，在某一角度上来说，其可以十分有效的提高智能变电站和电网管理的质量。

1、电力监控系统的结构形式

智能监控系统按结构形式可分为集中监控系统模式、区域供电集中监控系统模式和光纤自愈环网集中监控系统模式。下面分别介绍这3种系统的结构及功能特点。

1.1集中监控系统模式

这种模式比较适合使用在供电范围集中性相对比较强、监控对象并不是很多的电力监控系统当中，系统在运行的过程中采用的是分层分布式样的结构，同时其也可以分成三个部分，分别是间隔层设备、通信层设备和站控层设备。系统间隔层设备在运行的过程中采用的是危机综合保护装置、智能配电仪表和其他智能电子设备装置。间隔层的设备都有RS-485通信接口，将Mobus通信协议在经过了屏蔽双绞线之后接入到通信管理机当中，通信管理机以及后台架空主机主要是借助站级以太网来完成连接工作，系统监控主机在运行的过程中能偶在HMI上显示系统的监控画面以及其自身运行的基本状态，系统在运行的过程中，主机能够对系统开展常规性的控制活动，此外，还可以根据实际的情况对系统开展全面的维护、维修和配置处理。

1.2区域供电集中监控系统模式

区域供电集中监控系统比较适合使用在供电区域较大，同时，设备的分布相对也比较分散的电力监控系统当中，系统在运行的过程中采用的是分布通信、主控室统一管理的方式，借助站级以太网将若干个变电所的通信管理机融合为一个完整的系统，这样也就可以对区域内所有的电力进行监控。

主控室后台监控系统在运行的过程中应用的是双机冗余的结构，主机和备用机上的数据一致都要具备非常强的一致性，这样也就使得系统运行的可靠性和安全性得到了显著的提升，站在维护方面也有非常明显的优势，在软硬件扩充方面有着非常显著的优势，系统可以定期升级，同时还能够按照系统运行中的一些相对较为特别的要求去对网络不同节点的资源进行全面的优化，对网络的负担也起到了均衡的作用，对系统分阶段的运行起到了非常积极的作用。

1.3光纤自愈环网集中监控系统模式

这种模式主要适用站在大型区域供电系统当中，变电站分布分散的智能化系统能够采用光纤自愈环网的以太网结构。这种模式在应用的过程中具有速度快，容错性强，远距离布置和传输相对较为简单的特点，所以使得系统应用的价值也得到了显著的提升。

该系统采用的是星型以及光纤自愈网络整合在一起的网络，一方面可以十分有效的控制节点的数量，同时还可以充分的展现星型以太网标准接口和扩展性强的优点。

主控室后台监控系统在运行的过程中主要采用的是双机冗余结构，主机、备用机的数据一致都具有高度的一致性，各个区域内的子站可以按照其实际的情况去选择子站监控HMI，这样也就使得不同子站监控系统能够作为一个单独的子系统进行应用。此外其还能构成一个完整的整体，从而使得系统运行的过程中更加可靠。

2、变电站监控系统设计

2.1变电站监控系统包括站控层和间隔层,网络结构为开放式分层、分布式结构。站控层为全所设备监视、测量、控制、管理的中心,通过光缆与间隔层相连。间隔层按照不同的电压等级和电气间隔单元,以相对独立的方式分散于继电气室中,在站控层及网络失效的情况下,间隔层仍能独立完成间隔层的监测和开关控制功能。

2.2如果当地监控站可以发挥其主处理器和服务器的功能，同时它也能够为站控层数据的收集、处理、存储以及发送的中心地区，如果地监控主站为站内计算机控制系统的人机界面的时候，其主要是应用在图形和报表的显示、重要事件的记录和报警状态显示查询等。借助当地监控主站，值班人员在工作的过程中可以非常有效的对整个变电站生产设备的运行和监测进行全面的控制。

2.3通常，间隔层会对现场的原始数据进行直接的采集和处理，借助网络直接传送到站级的计算机系统当中，此外还要接受站控层所发出的各项操作指令，在经过了全面的判断、闭锁检测和同步检测之后，对设备进行科学的操作控制。间隔层在运行的过程中还可以独立的完成开关控制的工作。

2.4监控子站当中所有的运行装置都是通过通信管理机予以全面的统一化管理，管理机自带接口，将以太网接入其中，对数据进行适当的处理之后和监控中心的监控系统开展数据交互工作。监控子站和监控中心中间主要借助光纤开展通信工作。光纤在经过了转换之后接入到以太网交换机当中，这样也就构成了整个区域乏味内的光纤以太网。

2.5智能监控系统的数据更新周期非常短，甚至不超过10s，可以在1s之内完成对一级数据的更新，同时还能对多个厂家不同接口的设备接入到通信系统当中，人机界面非常的人性化，操作非常简单，和设备的配合非常默契，保证了监控系统间隔层继电保护装置和智能化仪表的有机结合。

3、电力监控系统的优越性

3.1电力监控系统在应用的过程中操作较为简单，可靠性非常强，同时其还具有非常好的可扩展性，和很多设备都能兼容，所以也得到了人们的关注和认可，此外，在一些大规模的变电站监控项目当中也得到了非常广泛的应用，以后的电网改造和建设当中，其能够产生非常高的效益，所以其也具有很高的应用价值。

3.2借助现场危机工作站亦或是远方电力第扫毒计算机系统可以十分有效的完成变电站的监视和操作工作，这样也就不再需要传统的仪表和操作屏等非常麻烦的工作流程。所以也使得供电设备的工作效率得到了提升，设备运行的智能化和现代化水平也得到了非常显著的改善。在对变电站监视控制的过程中，其更为准确，更为合理，这样也就使得供电质量得到了非常显著的提升，甚至可以在无人值班的情况下可以保证设备的正常运行，这样一来也在很大程度上提高了工作的效率。

3.3减少能源成本的投入。采用电力监控系统能够有效的减少能源成本的投入，功能模块之间主要借助网络总线完成连接工作，这样也就在很大程度上减少了电缆的应用量。系统在运行的过程中可以当作不同区域之间检测翻唱用电的一个非常重要的规范，对意外用电进行全面的跟踪，对能够进行优化管理的负载，我们需要制定一个科学完善的用电负荷方案。

3.4保证资源的最优。借助这一监控系统处理过的数据，可以很好的反映出电力资源实际的应用情况，这样一来也就可以对后备设备应用的数量进行科学的预测，从而也就使得配电系统能够始终满足用电变化。保证电力系统的安全与稳定运行。

3.5该系统在应用的过程中可以十分有效的延长设备自身的使用寿命，系统可以对电气设备具体的使用情况进行客观准确的反映，这样就可以根据这些信息去对信息进行及时的维修和养护，系统的谐波监控也能够对设备使用进行优化，从而延长了设备使用的寿命。

3.6该系统可以十分有效的减少断电的时间。系统在运行的过程中可以显示出整个网络状态的图纸，这样就可以在短时间之内判断出故障区域，借助网络，即使工作人员不在现场也能了解到故障的信息，这样也就可以更加及时的对故障加以处理，减少电网断电的时间。

3.7该系统的应用能够使得电能的质量得到显著的提升。一些负载会对劣质的电能具有非常高的敏感性，在系统监测电能质量的过程中，就可以防止这种现象的出现，此外还可以使得工作人员针对设备中的一些问题进行科学的处理，操作人员也可以更加及时的对监控系统的各项参数进行控制，这样也就使得系统可以更为安全稳定的运行。

4、常规电力监控在智能变电站当中的应用

4.1电力监控系统对配电室内的二次设备进行智能化改造

在安全自动化装置设备、传统测量仪表、操作控制、信号系统等等，都有着非常好的系统间相互通讯以及信息共享的功能，这样也就使得传统人工电力管理的不足得到了弥补，对智能变电站中的配电管理也能予以全面的控制，智能变电站管理也会变得更加的有条理，这样也就使得配电系统的性能得到了十分明显的改善，此外该系统还具备非常强的开放性能。比如说，在一个规模相对较大的小区中采用智能化设计的方式，小区的总媒体及比较大，园区当中还存在着很多的大型电气设备，在电力监控系统建设的过程中共有5个10kv的变电站，有两个380V的变压器，同时还采用两进线一母联结构，每个变电站当中都配备了80多条低压馈出线，这样一来就使得小区智能变电站的管理质量和管理水平都能得到十分显著的提升。

4.2在智能变电站当中，电力监控系统中的数据采集

电力监控系统设计的过程中对远动数据通道技术存在着非常高的要求，在数据采集的过程中，开关量的采集可以收集到隔离开关的运行状态、运行报警信号、断路器状态和接地状态灯信息。电流监控系统会对整个模拟量进行采集，比如对隔断母线电压、电流以及功率等多个参数进行全面的分析和采集。模拟量具有交流采用和女直流采用两种采集方式，电力系统在运行的过程中还能对电能开展全面的计量，借助对有功电能和无功电能的采集工作可以十分有效的保证数据采集的质量。软件计算通常就是指采用交流的方式对系统当中的电流、电压功率质等多个内容进行全面的控制和管理，这样一来就实际的无功电能和有功电能都能被准确计算出来。采用电力监控系统对智能变电站进行配电管理可以十分有效的提高变电站运行和管理的质量和水平，此外，在应用的过程中也可以十分有效的避免火灾事故所引发的各种损失，此外还能减少小区管理过程中的成本投入，在该系统应用之后，小区智能变电站的管理质量和管理水平有了非常显著的提升。

5、智能监控系统与传统变电站的比较

传统的变电站和智能变电站的关键区别就是危机控制的多功能继电器取代了电磁继电器，同时还将一些比较关键的信号直接传输到计算机系统当中。

在变电所运行的过程中需要现场的一次性设备和控制室当中的单项自动化装置采用对应的电缆完成连接工作。

在实际的工作中，设备的复杂性相对较大，占地面积也相对较大，工作中，我们需要完成较多的工作。而应用智能监控系统变电站的一个最为关键的特点就是将大量分散布置的设备集合在一起，这样就构成了一个完整的两级单元，也就是间隔级单元和中央单元，这种运行的方式已经完全不需要以往的集中控制屏，变电站在运行的过程中也就成为了一个结构更为简单，操作也更为便利的系统。在系统运行的过程中，电缆的使用数量也显著的下降，在其发展的过程中，先进的技术和系统取代了以往比较陈旧的模式，这样也就使得工作人员在开展系统操作的过程中更具安全性和可靠性，此外在操作的过程中也更加的便利。

6、结语

智能监控系统是一种智能性非常强的继电保护装置，在该系统应用的过程中可以十分有效的提高工作的质量和效率，其功能性明显增强，电能质量监测、事故预警功能等都使得整个工作的效果得以充分的改善，同时在这一过程中，系统还能够依靠网络技术去实现其更为先进的功能，打破了时间和空间的限制，工作人员在任何一个地方都可以接收到信息，这样也就使得工作变得更加方便，智能监控系统在发展的过程中可以对其投资加以控制，此外，它也可以很好的使得供配电系统自身的性能得以充分的展现，这一系统的应用可以十分显著的减少工作人员自身的工作量，系统故障处理的时间也比较短，此外也能够十分有效的改善用电管理工作，因此，这一系统在未来的发展中具有非常好的前景。

参考文献：

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