智能变电站一体化装置系统设计

黄超

摘 要：智能变电站是智能电网的重要组成部分，一体化监控系统是智能变电站自动化系统各种功能优化及其辅助应用的高度集成。本文主要就我国智能变电站发展现状及一体化装置架构加以阐述，然后对智能变电站一体化装置系统功能和系统设计详细探究。

关键词：智能变电站；一体化装置；系统设计

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。

1我国智能变电站发展现状及一体化装置架构

1.1我国智能变电站发展现状

自20世纪80年代开始，经过30多年发展，国内变电站自动化技术已经具有较高水平，基本实现了间隔层和站控层的数字化。在我国得到广泛的应用，已经成为电网安全可靠运行的必选手段。但也存在一些问题，例如变电站存在多套系统、信息共享困难、设备之间互操作性差、系统扩展不便、二次电缆故障率高、场站设计复杂等诸多不足。严重制约了变电站实时、高效、可靠的运行要求。电网调度端对辖下变电站的自动化要求越来越高。传统变电站已越来越不能满足当前的发展需求，迫切需要对其进行改进完善，以满足我国电力行业的发展。在一次设备方面，国内厂家通过在一次设备上外挂或内嵌检测传感器，实现对变压器、开关设备、避雷器等的状态监测，采用一次设备结合智能组件的方式，实现了一次设备的智能化，并在智能化变压器、智能化断路器、智能GIS等系列产品的研究取得突破。在智能变电站发展建设的需求下，我国一次设备的整体研制水平有了显著提高，极大的缩小了与国外设备厂家之间的差距。

1.2我国智能变电站一体化装置架构

智能变电站自动化系统由一体化监控系统和输变电设备状态监测、辅助设备、时钟同步计量等共同构成。一体化监控系统纵向贯通调度、生产等主站系统，横向联通变电站内各自动化设备，是智能变电站自动化的核心部分。智能变电站一体化监控系统直接采集站内电网运行信息和二次设备运行状态信息，通过标准化接口与输变电设备状态监测、辅助应用、计量等进行信息交互，实现变电站全景数据采集、处理、监视、控制、运行管理等。

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。為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智能变电站一体化装置系统功能和系统设计

2.1智能变电站一体化装置系统功能

第一，运行监视功能通过可视化技术，实现对电网运行信息、保护信息、一、二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、设备状态监测、远程浏览。第二，操作与控制功能。实现智能变电站内设备就地和远方的操作控制。包括顺序控制、无功优化控制、正常或紧急状态下的开关/刀闸操作、防误闭锁操作等。调度（调控）中心通过数据或图形通信网关机实现调度控制、远程浏览等。第三，信息综合分析与智能告警功能。通过对智能变电站各项运行数据（站内实时/非实时运行数据、辅助应用信息、各种报警及事故信号等）的综合分析处理，提供分类告警、故障简报及故障分析报告等结果信息。包含站内数据辨识、故障分析决策、智能告警。第四，运行管理功能。通过人工录入或系统交互等手段，建立完备的智能变电站设备基础信息，实现一、二次设备运行、操作、检修、维护工作的规范化。包括源端维护、权限管理、设备管理、定值管理、检修管理。第五，辅助应用功能。通过标准化接口和信息交互，实现对站内电源、安防、消防、视频、环境监测等辅助设备的监视与控制。

2.2智能变电站一体化装置系统设计

第一，硬件配置。站控层设备站控层负责变电站的数据处理、集中监控和数据通信，包括监控主机、数据通信网关机、图形通信网关机、数据服务器、综合应用服务器、操作员站、工程师工作站、PMU数据集中器、计划管理终端、二次安全防护设备、工业以太网交换机及打印机等。

综合应用服务器：接收站内一次设备在线监测数据、站内辅助应用、设备基础信息等，进行集中处理、分析和展示。数据服务器：用于变电站全景数据的集中存储，为站控层设备和应用提供数据访问服务。监控主机双套配置；数据服务器单套配置；操作员站、工程师工作站与监控主机合并，双套配置；综合应用服务器单套配置。

第二，系统软件配置。主要系统软件包括操作系统、历史/实时数据库和标准数据总线与接口等。操作系统：应采用LINUX/UNIX操作系统。历史数据库：采用成熟商用数据库。提供数据库管理工具和软件开发工具进行维护、更新和扩充操作。实时数据库：提供安全、高效的实时数据存取，支持多应用并发访问和实时同步更新。应用软件：采用模块化结构，具有良好的实时响应速度和稳定性、可靠性、可扩充性。标准数据总线与接口：应提供基于消息的信息交换机制，通过消息中间件完成不同应用之间的消息代理、传送功能。工具软件：包括系统配置工具和模型校核工具。

3结语

总而言之，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装置系统方面仍然遇到了很多困难和问题，这就需要从多方面进行考虑分析，加强系统的完善设计。

参考文献：

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[2]赵勇，石光，杨经超，李岩.智能变电站的运维调试研究[J].信息通信，2014（01）.

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