浅谈变电站智能辅助控制系统的优化

左波

摘要：为顺应智能电网快速发展建设趋势，全面提升变电站辅助系统智能水平，本文将结合当前变电站辅助设施运行管理现状，对变电站辅助控制系统有针对性地进行信息化、网络化、集成化、智能化方面的技术论证与优化改造，实现变电站辅助设备的高效性、兼容性、智能性管理。

1.变电站辅助控制系统优化改造背景

保证电网安全稳定运行对国民经济和社会的发展意义重大，随着社会的进步与智能电网的发展，随着大检修体系建设的延伸，变电站无人值班的深化推进，智能设备的普遍应用，对保障电网设备安全运行的安防、环境、运行状况进行监控的辅助设施控制系统重要性日益凸显，对其高效性、兼容性、智能性提出了更高要求。

为满足变电站安全运行及无人值守要求，目前变电站内建设了多套辅助系统，一般包括视频、消防、门禁、空调、照明、环境等辅助控制子系统。由于相关系统建设先后不一，生产厂家参差不齐，辅助设备建设规范未全面推广，导致当前辅助控制系统普遍存在以下缺点：

1.1标准不一、互不兼容

变电站各个辅助系统存在多厂家设备共存，数据规约格式各不相同，技术标准互不统一、互不兼容的情况；变电站内形成了辅助设施的多个信息孤岛，无法满足无人值守变电站集中管理、统一监控的要求，导致变电站的安全稳定运行存在较大的隐患。

1.2远方控制和联动手段缺乏

目前变电站辅助设施的自动化程度较低，部分设施需要人工手动就地控制，无联动机制与遥控功能，同时各子系统的信息监测与控制功能脱节，无法根据变电站运行维护的需求实现智能调节与自动控制等高级应用。

1.3管理及监控模式落后

各辅助设施由于缺乏智能化、主动化的管理手段，变电站多采用人为主观判断的被动监控模式，很容易由于人为原因导致误报、漏报信号的现象。

综上所述，对变电站现场辅助控制系统进行优化改造势在必行

2变电站辅助控制系统优化改造策略

2.1优化改造的理论依据

通过组建统一的数据平台和协议，实现各子系统之间信息共享和交互功能。采用统一的规约将各类信息接入平台，为智能化运行方式的实现奠定基础。

项目采用标准的IEC104规约协议，实现变电站与中心主站平台联网，该协议是电力系统标准规范协议，本次建设制定了一套标准的变电站辅助系统互联通讯协议，可以避免未来的建设过程中由于不同厂家参与出现协议不统一，从而影响系统互联的问题。

2.2优化改造技术策略

2.2.1为实现变电站辅助系统远程联网，分别进行了以下5个方面改造：

1）消防监控系统信息数字化及网络化改造：原有信息为模拟信号，经改造后，实现网络化信息协议传输，远程可以监测到每个探头运行情况；

2）周界防范系统信息数字化及网络化改造：原有信息为模拟信号，经改造后，实现电子围栏报警信号网络上传；

3）门禁系统信息数字化及网络化改造：实现大门远程控制功能，配合工作票制度，实现进出人员授权和远程后台记录；

2.2.2在各项辅助设备信息化、网络化的基础上实现智能化应用，进行了以下5个方面的改造：

1）安全防卫智能化应用：实现（视频监控、电子围栏、照明控制、声光警示、门禁控制）智能联动，安全保卫技术手段满足事前预防、事中控制、事后取证三方面要求。

2）出入管理智能化应用：要求结合变电站出入开票制度，实现（门禁、视频监控）智能联动，按照工作票的操作区间和时限，控制出入时间和场所，能够实现一卡全站应用，解决传统钥匙出入的弊端。

3）信息告警智能化应用：（消防系统、环境监测系统、视频监控、控制类设备）智能联动。过去变电站消防系统的主要功能是消防信息告警，智能联动改造后实现消防系统与门禁控制联动（解除）、与排风风机（启动）联动，同时实现告警信息自动上传远程监控后台，并结合现场视频信息。环境监测系统智能联动实现了温湿度信息与（空调、排风风机）联动，根据环境监测设定值，自动联动相关区域环境控制设备（空调或风机），同时实现告警信息自动上传远程监控后台，并结合现场视频信息。

2.2.3技术方案

采用IP网络分布式信息传输方式

3.变电站辅助系统优化改造成效

3.1空调系统状态监测与运行自动化：按照环境设定条件自动运行，自动判断运行状态是否正常，异常情况告警提示。

3.1.1变电站各设备室的空调能根据室内温湿度情况进行自动投入，保证室内设备运行环境的最优化。

3.1.2 空调能实现远方投退，避免空调在不必要的情况下长期运行，降低空调故障率，延长空调使用寿命，降低维修成本。

3.1.3 站内空调发生故障，能自动将故障告警信息发送至监控主机，运维人员能迅速掌握空调故障情况，及时安排空调修理，缩短故障时间，而改造前只能结合下次巡视周期才能发现空调故障情况。

3.2风机系统状态监测与运行自动化：按照环境设定条件自动运行，自动判断运行状态是否正常，异常情况告警提示。

3.2.1 变电站各设备室的风机能根据室内温湿度情况进行自动投入，保证室内设备运行环境的最优化。

3.2.2 风机能实现远方投退，避免风机在不必要的情况下长期运行，降低风机故障率，延长风机使用寿命。

3.2.3 站内风机发生故障，能自动将故障告警信息发送至监控主机，运维人员能迅速掌握风机故障情况，及时安排风机修理，缩短故障时间，而改造前只能结合下次巡视周期才能发现风机故障情况。

3.3照明系统投切智能化：为减少操作环节，和相应操作自动关联，如视频查看。

3.3.1 能远方实现站内照明系统的投退，如晚间配合工业电视系统使用，改造前的视频系统在晚间光线不佳的情况下无法实现监视功能，改造后通过远方控制灯光投入，使视频监控在晚间也能达到最佳效果。为晚间监视站内设备运行情况和晚間防盗提供了有力保障。

3.3.2 照明系统的自动投退大幅降低照明系统工作时间，延长灯具使用寿命。

3.4环境信息系统告警上传自动化：以阙值为基准，告警信息自动上传。

3.4.1 能实现站内雨量和风速的实时监测，相关数据及时上传至监控主机，使运维人员随时掌握变电站的气候条件和设备运行环境，为是否安排特巡提供可靠依据。

3.4.2 通过安装于电缆沟内的水量监测装置，可以准确的判断汛期站内进水的情况，而改造前只能在汛期安排派运维人员进行特巡，增加了人力物力的消耗

3.5门禁信息系统权限界定化：以后台权限设定为基准，限定人员出入范围

3.5.1 对外单位办理电话许可的工作，可通过远方操作门禁系统，仅开放该工作所需要进入的场所，避免外单位人员随意进出任意场所的管理漏洞。

3.5.2 变电站内任意一张门如果出现被打开的情况，远方监控主机都能收到相应信息，同时临近摄像头自动转至预置位，运维人员可进一步判断是否发生失盗事件，或者外单位人员工作结束后，未做到“人走门关”的情況。

3.6安防监控（周界防范）系统 周界告警现场处理自动化：协议信息为基准，现场告警信息精确化，自动关联照明、视频其他辅助系统.

3.6.1 站内周界防范系统动作后，告警信息及时上传至监控主机，并自动启动照明系统，运维人员可通过控制视频监控系统，检查是否确有外界人或物闯入变电站的现象。

3.6.2 该装置运行后，曾发生过夜间有树枝挂落在周界防范系统上导致安防系统告警的事件，当时运维人员通过调整摄像头角度，了解这一情况后，及时通知门卫人员清除树枝，避免了树枝继续吹落至站内设备上引起事故的发生。

3.7视频监控系统联动自动化：作为各类告警信息上传联动基本信息。

视频监控系统实现与灯光系统联动，解决了改造前视频监控系统在晚间失去作用的弊端。

通过改造后变电站智能辅助控制系统上述功能的实现，下列成效明显：

一是提高了工作效率

明显提高工作效率。在以往的模式下，辅助设备只有巡检人员到达现场才能发现设备隐患以及运行情况，通过当前采用技术手段可以方便的配合巡检流程方便的及时、快速的处理存在的问题，大幅提高了工作效率。

二是提高了人力资源利用率

人力成本的提高是当前企业面临的重要问题，提高人力资源的利用率，做到减员增效，一直是电网企业的目标和追求。采用智能辅助控制系统一体化管理模式，实行集约化的统一管理，提高了工作效率。同时，配置的值守门卫人力资源及相关费用得到明显节省。

4.结束语

作为一个关乎变电站安保、变电设备运维的信息系统，变电站辅助控制系统需要紧密结合新技术，实践新应用，在系统的改造、建设中遵循安全、稳定的架构和高效、便捷的应用，贴合电网设备设施安全稳定运行及运维高新的需要，不断改进完善。