变电站智能一体化监控系统的研究与应用

孙伟红　黄　涛　李士强　牛立群　王争武

（国网阜阳供电公司，安徽　阜阳　236017）



变电站智能一体化监控系统的研究与应用

孙伟红黄涛李士强牛立群王争武

（国网阜阳供电公司，安徽阜阳236017）

摘要：通过利用现代计算机技术和现有自动化手段，对变电站内各自独立的数据采集单元进行系统集成优化，对全站信息的统一接入、存储、展示，实现变电站设备运行监视、操作与控制、综合信息分析与智能告警、运行管理和辅助应用等功能，达到提高检修效率，节约人力资源的效果。

关键词：变电站；集成优化；一体化；监控

针对目前调控中心运行的变电站智能监控巡检平台，梳理运行过程中存在的问题，解决人机交互不便捷现象，深化变电站智能监控巡检平台各模块功能，增加对系统本身的自检功能、监测装置运行标识、数据信息状态标识、监测装置品质因素，更合理地分布各模块内容，使辅助系统软件平台利于各级人员应用，建立更高级的变电站智能一体化监控系统。

1　一体化监控系统平台总体设计

变电站智能一体化监控系统软件包含两个部分，一个部分是线上大屏展示软件，另一部分是线下变电站智能巡检和状态评价软件。线上平台是在大屏上显示和应用。大屏由12块55寸窄边LED屏拼接组成，拼接结构为2*6方式，分为3个显示区域，分别为综合信息显示区、状态监测区、视频监控区。

综合信息区展示变电站分布图、报警信息统计图、监测辅助系统分布图。分布图上有报警标志，当某站内设备有某种报警（数据报警、系统报警）时会根据设定进行闪烁报警。

报警信息统计图分为数据报警统计和辅助报警（防火、防盗）统计，每种统计先以统图展示，次则以详细报警数据列表的滚动来显示，如数量小于表格长度则静态显示。监测辅助系统分布图，以坐标的形式展示在哪些站部署了哪些监测和辅助设备类型，以站为横坐标，以设备类型为纵坐标，本区域有静、动态内容。状态监测区展示各类型状态监测设备所监测到的信息统计结果，以及每个类型设备下所有的详细注意、异常、严重类型的信息。视频监控区包含两部分功能，视频监控和巡检。默认情况下为视频监控场景，左侧边框处有监控、巡检的切换功能。

2　系统功能设计

变电站智能一体化监控系统按照全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化的基本要求，通过系统集成优化，实现全站信息的统一接入、存储和展示，实现运行监视、信息综合分析与告警、运行管理和辅助应用等功能。系统直接采集各个变电站内状态监测信息、安防监控信息、视频信息、辅助设备远程监控信号，以黄岗变为例，站内采用标准化IEC61850通信规约，实现变电站状态监测全景数据采集、处理、监视、控制与巡视管理等。

图1　变电站智能监控一体化总体架构图

图2　变电站智能一体化监控系统应用功能

2.1运行监视

通过可视化技术，实现对一次设备运行状态等信息的运行监视和综合展示。包括运行工况监视、设备状态监视及远程巡检浏览。

2.2信息综合分析与智能告警

通过对变电站状态监测各项运行数据的综合分析处理，提供告警简报、故障诊断及故障报告等结果信息。包括状态监测设备、辅助监控设备故障综合分析及告警。

2.3运行管理

通过人工录入或系统交互等手段，建立完备的变电站设备基础信息，实现一次设备状态监测、辅助监控信息查询目录的规范化。包括源端维护、权限管理、设备管理和数据管理。

2.4辅助应用

通过标准化接口和信息交互，实现站内一次设备、电源、安防、消防、视频和环境监测等辅助设备的监视与控制。

3　功能实现方案设计

3.1视频与设备状态信息的联动

将变电站已安装的在线监测系统，和变电站智能一体化监控系统服务器间建立通信通道，采集监测信息，以设备台帐为媒介建立视频预置位与监测信息间的映射关系，在独立或策略调用网络高速摄像机时，联动显示在线监测信息和状态分析结果，丰富变电站的巡视方式，扩大变电站的巡视范围，消除变电站的巡视死角［1］。

3.2异常情况报警远程可视化监控联动

变电站发生异常情况的来源比较多，比如保护、安防和消防等，将视频和这些源头建立关联，其中保护和在线监测同样采用设备台帐进行关联，安防和消防则采用报警区域位置关联，系统接收到报警信号，对异常设备和环境进行视频记录存储，实现事故追忆。

3.3智能巡视设计

根据现场一次设备间隔类型的不同，配置不同数量的高速网络球机和高清枪机，利用摄像机的预置位功能，从不同的视角配置变电设备全景预置位，根据变电设备分布位置、巡视要求和巡视路线，将视频预置位串联成不同的轮巡策略，调用不同的策略进行正常巡视、特殊巡视、全面巡视、夜间巡视，对巡视信息进行及时、准确地分析，使监控员和维操队员能够直观及时地掌握各类变电设备的运行工况［2］。

3.4辅助设备远控功能

①采用继电器控制原理就地自动闭环控制或远程手动启停变电站内的空调、抽风机、照明。包括高压室抽风机，保护室内的空调，变电站室外、高压室及保护室照明。

②智能巡检过程中，通过联动启停变电站内的各路照明，解决网络摄像机在夜间巡视时因光照不够看不清设备的问题。

3.5状态监测功能设计

一次设备智能状态监测是指采用先进、可靠的传感系统，根据智能变电站的基本要求，将一次设备的运行状态，通过标准通讯协议，送达变电站监控系统进行可视化展示，实现对智能变电站的设备状态数据的自动化及实时在线监测。并根据专家系统利用运行状态数据库，通过灰色轨迹理论等方法对电力设备进行检测，帮助管理人员获取设备全面和准确的运行状态，指导设备检修，并给出最优的控制方案和备用方案，从而确保电网的高效、安全与可靠运行。

4　系统设计创新点

4.1智能告警与故障综合分析决策系统

智能告警与故障综合分析决策系统采用基于拓扑技术的推理机制，通过建立故障信息专家库与知识库，完善故障推理机制，实现对故障信息的分类和过滤。其关键是通过拓扑技术获得设备间的带电状态和运行方式，然后结合相关开关状态和变位信息、保护动作信息、事件顺序记录信号等数据综合判断，并将变电站故障分析结果生成故障报告供运行人员调阅，在告警窗综合展示，辅助值班人员进行故障判断，迅速确定事故原因，及时采取措施进行处理。

4.2运用数据辨识提高信息正确性

系统设计利用了量测判断的节点总加原则、基于电流量、电压量、功率等规律特征的联合数据辨识，基于模拟量和状态量本身特征的数据辨识等数据辨识原理，确保了一体化监控平台反映的电气信息量正确性。

4.3实现状态监测准确率分析

提出根据在线监测发现异常情况与现场实际检查相印证的准确率统计，评估和确定在线监测的运行情况，得出各种类型监测数据的准确率。

4.4实现状态监测运行统计分析

实现对多种类型的在线监测系统监测信息的单独统计分析和状态评估，通过应用柱状图的方式实现人机交互，对每种监测参数进行独立评估并通过报警图表推送故障信息。

5　系统应用情况

变电站智能一体化监控平台实用化后，使状态检修更具科学性、针对性，状态监测手段将更加丰富，从系统平台可对已装在线监测的一次设备进行状态评估和诊断，通过结合SCADA系统的有效信息实现多维度的状态分析，合理制定检修计划，提高检修有效性，减少检修次数，延长检修周期，为公司提供极大的经济效益。针对目前已经安装智能巡检系统、在线监测系统的变电站从检修直接产生的人工费、车辆台班费每年就可节约10多万元，提高检修针对性和设备使用率、可靠性节约20多万元，减少停电时间节省费用10万元。

参考文献：

［1］陈茜，潘丽丽．智能变电站一体化监控系统的组成［N］.中国电网，2012（12）．

［2］郑毅.基于变电站一体化监控系统设计方案的分析［J］.华东科技，2014（5）：333.

中图分类号：TM762

文献标识码：A

文章编号：1003-5168（2016）01-0065-03

收稿日期：2016-01-05

作者简介：孙伟红（1981-），女，高级工程师，研究方向：电力系统及自动化。

Research and Application of Intelligent Integrated Monitoring System in Substation

Sun WeihongHuang TaoLi ShiqiangNiu LiqunWang Zhengwu
（State Grid Fuyang Power Supply Company，Fuyang Anhui 236017）

Abstract:Through the use of modern computer technology and the existing means of automation,data acquisition unit of substation separately were integrated system optimization,it realized the function of substation equipment op⁃eration monitoring,operation and control,comprehensive information analysis and intelligent alarm,operation man⁃agement and auxiliary applications that the total information unified access,storage and display,to improve mainte⁃nance efficiency,save human resources.

Keywords:transformer substation；integration optimization；integration；monitoring