智能变电站状态监测系统的设计研究及应用

彭锦

摘要：随着电网规模不断扩大、结构愈加复杂、区域间互联愈加紧密，智能变电站故障处理对变电站状态监测提出了更高的要求。这就使智能变电站的设备故障对输配电系统造成很大影响，甚至导致严重事故。由于集控监测系统在全国各变电站中的逐渐普使变电站可以无人值守，但是对供电质量提出了更高的要求。目前急需解决的是使操作人员在事故时对故障的位置进行可靠确定，对故障元件准确判定并采取正确的隔离方法，对停电部分及时恢复供电，保证对客户的可靠持续供电。

关键词：智能变电站；状态监测系统；设计；应用

随着变电站智能化技术和状态检修技术的不断发展，智能化一、二次设备的研发和变电站标准化模型体系的建立，己成为今后变电站技术发展的方向，而作为智能化变电站重要组成部分的在线状态监测系统，是对智能一次设备运行状态全面监控和对二次设备数据共享、分析的关键环节，并对智能变电站高级应用和快速事故判断、处置策略的制定提供重要技术支撑，因此对智能变电站状态监测系统进行深入的研究、开展科学合理設计是千分必要并具有重大意义的。

1智能变电站状态监测系统构成

IEC61850将智能变电站系统分为3层，即过程层、间隔层和站控层。这个体系结构的划分是从逻辑上按变电站所要实现的控制、监视和继电保护功能划分的。（1）过程层包括主变压器、GIS、断路器等一次设备、智能组件、智能电子装置等，实现变电站电能分配、变换、传输以及状态监测等功能。如图1所示，现在很多智能变电站没有单独的逻辑接口4和5，许多功能都在间隔层设备中实现。如今光流变、光压变在智能变电站中广泛应用，越来越多的间隔层功能下放到过程层中去了，这是智能变电站建设发展的新趋势。（2）间隔层包括继电保护装置、测控装置、监控功能主IED等二次设备，实现利用本间隔数据对一次设备进行制约、操作闭锁和继电保护等功能。（3）站控层包括站域控制、自动化站级监视控制系统、对时系统、在线监测、辅助决策等子系统和信息一体化平台。其主要功能是整个变电站设备的测量和控制，汇集全站实时数据信息，监控操作闭锁，对间隔层、过程层的设备在线维护和修改，并可对变电站故障进行自动分析。

2智能变电站状态监测系统架构设计

智能变电站区别于常规变电站的主要特点是使一次设备智能化，配置了基于压C61850的状态监测压D。通过统一的标准实现了二次设各的网络化并以分层布置的方式配置各种智能压D，实现了电力设备间的相互操作的智能化。各种电力设备组成过程层网络。随着电子技术及电力设备智能化，智能压D将大量布置，并与电为设备融合，进一步将过程层与间隔层将融为一体￡511。但是传统一次设备向智能一次设备的进化需要经历一个过程，目前尚处于智能电网建设的初级阶段，智能组件内的各个压D以分散布置为主。因此，对于状态监测系统而言，过程层组成主要由一次电力设备的传感器和一次电力设备上集成的状态监测压D组成。状态监测系统实现了信息数据的采集。间隔层主要进行监测及其保护控制等二次设备构成。参照电网公司发布的技术标准，智能组件需要考虑各种压D的监测对象的不同和布置的个数。另外随着科技的发展，信息的处理越来越便捷，站控层的状态监测压D可以快速地进行信息的交换。

3智能变电站状态监测系统应用

3.1替能变电站状态监测系统运行环境

智能变电站状态监测系统中通过模块化设计，使不同模块的功能是彼此独立的，因此在整个系统的软件设计时，需模块协调各个模块的工作进程，通过启动调用各个模块完成其对应功能，并反馈结果，为达到上述目的，在对智能变电站状态监测系统平台设计时，采用了基于SOA组件结构并采用J2EE技术，J2EE是一套成熟应用开发的技术架构，其包含多种标准化模块，各模块间的调用能保证高效率运行，标准化模块可以实现便捷并且规范的完成系统的研发设计及部署，并且方便的进行系统调试，提升系统可移植性并为今后的扩展升级预留空间。

3.2智能变电站状态监测系统应用

3.2.1状态监测系统人机交互界面。状态监测系统人机交互界面是显示整个系统设备监测信息的总界面。它使用变电站一次接线方式，来思示各监控功能模块主机推送的关于各类设备的实时监控信息，在此界面中可以点击相应的设备而进入设备监控界面，以实现需要监测的内容。

3.2.2设备在线监测界面。在线监视系统设备显示界面，由站控层主机直接调用功能模块主机数据并进行显示，是值班员查询、监控某台设备运行状况的可视化工具，通过该界面，值班员可查看设备的全部运行状态及运行参数，监视设备运行状态和运行工况，及时发现设备隐患。

3.2.3数据查询界面。智能变电站状态监测系统提供用户进行图形化查看实时数据和历史数据。历史数据由站控层主机直接调用监控模块主机数据记录，在主站上进行数据处理，形成相关表格或趋势曲线，利于监控人员更加方便的掌握设备状况运行发展的趋势，例如可以跟踪观察变压器油中乙快含量变化趋势，进而对设备状况进行合理评估。

3.2.4故障报告及分析。智能变电站状态监测系统提供了单独的故除报告及分析模块，当产生故障报警信息时，可以人工调阅分析报告，以验证报警是否正确。如调用变压器油色谱在线监控功能模块提供的数据，利用大卫三角图对监测到得油中气体分析报告。

综上所述，本文从介绍变电站设备状态监测技术人手，分析状态监测系统的结构。研究变电站状态监测系统方案的是本文的关键。论文对变电站状态监测设计方案进行比较优化，进一步研究其状态监测系统结构和系统配置情况，展示了智能变电站状态监测技术应用后形成的成果。