黃前漢

摘 要：電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行對于國家經(jīng)濟(jì)民生具有重要意義，而目前電網(wǎng)中故障時有發(fā)生，所以電網(wǎng)故障監(jiān)控系統(tǒng)成為一個研究熱點(diǎn)。隨著未來智能電網(wǎng)的高速發(fā)展，對電網(wǎng)的自愈性要求逐漸提高，未來智能電網(wǎng)背景下，電網(wǎng)在發(fā)生故障后將能夠?qū)崿F(xiàn)在較短的時間內(nèi)完成故障診斷、故障隔離以及自我恢復(fù)，電網(wǎng)故障監(jiān)控系統(tǒng)的智能化成為未來的一個發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng) 故障監(jiān)控系統(tǒng) 智能化 趨勢

中圖分類號：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）02（b）-0028-01

1 引言

電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行對于我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展以及社會民生的安定具有十分重要的意義。隨著“十一五”期間1000kV特高壓電網(wǎng)的建成，我國的電網(wǎng)發(fā)展進(jìn)入了一個新的進(jìn)程，與此同時，電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性進(jìn)入到了一個更高的戰(zhàn)略地位。然而在實(shí)際的電網(wǎng)運(yùn)行中，由于環(huán)境氣候等客觀因素以及設(shè)備老化、運(yùn)行人員疏忽等主觀因素的存在，電網(wǎng)故障時有發(fā)生，電網(wǎng)故障發(fā)生后如何盡快實(shí)現(xiàn)故障診斷、故障隔離以及供電恢復(fù)將直接關(guān)系到電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行以及經(jīng)濟(jì)損失的挽回，在此背景下，電網(wǎng)故障監(jiān)控系統(tǒng)成為了當(dāng)前電力領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。

隨著未來智能電網(wǎng)的高速發(fā)展，電網(wǎng)的運(yùn)行將更加智能化，其中電網(wǎng)故障監(jiān)控系統(tǒng)在對電網(wǎng)故障的診斷以及修復(fù)過程中也將更加智能化。所以智能電網(wǎng)故障監(jiān)控系統(tǒng)是電網(wǎng)故障監(jiān)控研究的一個發(fā)展趨勢。對此，本文進(jìn)行詳細(xì)論述。

2 電網(wǎng)故障監(jiān)控系統(tǒng)概述

電網(wǎng)故障監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是根據(jù)電網(wǎng)中配置的各級保護(hù)設(shè)備所發(fā)出的預(yù)警信號、電流和電壓值的特征信號以及斷路器的開關(guān)狀態(tài)變化情況等進(jìn)行綜合分析，根據(jù)運(yùn)行人員的經(jīng)驗(yàn)和保護(hù)設(shè)備的動作情況來判斷電網(wǎng)中故障發(fā)生的位置以及類型，以便于進(jìn)一步進(jìn)行處理。當(dāng)前電網(wǎng)中配置的電網(wǎng)故障監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)在處理故障事故中的作用和職能的不同，主要分為三種，敘述如下。

靜態(tài)安全監(jiān)視和控制系統(tǒng)（SCADA）。該系統(tǒng)出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代，截至到目前發(fā)展已經(jīng)相對成熟。該系統(tǒng)主要功能在于根據(jù)一定的采樣周期（時間間隔）對電網(wǎng)的實(shí)時狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，例如電流、電壓、有功和無功潮流等，還包括斷路器和隔離開關(guān)的動作狀態(tài)，然后將相關(guān)信息送至調(diào)度中心進(jìn)行處理。該系統(tǒng)所反映出的信息是某一時刻電網(wǎng)實(shí)時的狀態(tài)信息，屬于斷面信息。

動態(tài)安全監(jiān)視和控制系統(tǒng)（又可稱之為廣域測量系統(tǒng)，縮寫為WAMS）。這類系統(tǒng)主要是通過一個基于GPS技術(shù)的同步向量測量裝置來對電網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，該設(shè)備可利用GPS（全球定位系統(tǒng)）實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)中電壓、電流以及相角等動態(tài)量的實(shí)時監(jiān)控，為電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供相應(yīng)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。相對于靜態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)來說，該系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)是連續(xù)的、實(shí)時的，可以看出電網(wǎng)狀態(tài)的變化過程，對于監(jiān)控電網(wǎng)動態(tài)過程十分有利。

電網(wǎng)故障信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要根據(jù)廠站端保護(hù)設(shè)備的動作信息、開關(guān)量信息以及故障錄波器所記錄的電網(wǎng)模擬量數(shù)據(jù)信息等實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)的安全監(jiān)控，該系統(tǒng)在采集到上述數(shù)據(jù)信息后，對數(shù)據(jù)進(jìn)行匯集、分類和轉(zhuǎn)換，然后通過電力通信網(wǎng)，將上述數(shù)據(jù)信息傳送到調(diào)度中心，在電力系統(tǒng)調(diào)度中心里，主站系統(tǒng)將對上述信息進(jìn)行綜合分析，從而了解電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)。

3 電網(wǎng)故障監(jiān)控系統(tǒng)智能化發(fā)展趨勢

傳統(tǒng)電網(wǎng)中的數(shù)據(jù)采集方式都是基于客戶端/服務(wù)器（C/S）結(jié)構(gòu)，即發(fā)生信號裝置通過電力通信網(wǎng)絡(luò)與IP固定的主機(jī)相連，采集到的數(shù)據(jù)信號被發(fā)出后，多次經(jīng)由路由器轉(zhuǎn)發(fā)，最終達(dá)到主機(jī)。在轉(zhuǎn)發(fā)過程中，常會有延遲和數(shù)據(jù)丟失發(fā)生，所以信號發(fā)生裝置在向中心主機(jī)傳送數(shù)據(jù)的通道是不可靠的。此外，對于一些復(fù)雜的故障，各個調(diào)度中心在故障處理過程中相互訪問的時間也是一個不得不考慮的因素。鑒于上述缺陷，傳統(tǒng)的電網(wǎng)故障監(jiān)控系統(tǒng)存在諸多問題，而目前已經(jīng)出現(xiàn)了一些新型的智能化的電網(wǎng)故障監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)，介紹如下。

3.1 基于網(wǎng)格的智能電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)

這種電網(wǎng)故障監(jiān)控系統(tǒng)主要基于了一種網(wǎng)格技術(shù)，“網(wǎng)格”的功能可簡述為在動態(tài)跨機(jī)構(gòu)的虛擬組織中協(xié)調(diào)資源共享和協(xié)同解決問題，根據(jù)此定義不難分析，基于網(wǎng)格技術(shù)的智能電網(wǎng)故障監(jiān)控系統(tǒng)與傳統(tǒng)的系統(tǒng)相比較，主要在于各級調(diào)度中心之間在對計(jì)算能力、硬件資源以及數(shù)據(jù)信息等進(jìn)行配合協(xié)調(diào)時將更加方便隨意，共享性大大提高，從而實(shí)現(xiàn)對整個電網(wǎng)中數(shù)據(jù)的獲取與協(xié)調(diào)。使得監(jiān)控系統(tǒng)在對故障的診斷和隔離過程中反應(yīng)更加迅速，極大的提高了監(jiān)控系統(tǒng)的智能化和自動化水平。

3.2 基于云計(jì)算電網(wǎng)信息平臺的智能電網(wǎng)故障監(jiān)控系統(tǒng)

該類電網(wǎng)故障監(jiān)控系統(tǒng)主要是基于了云計(jì)算的電網(wǎng)信息處理平臺，而這個平臺的核心技術(shù)便是采用了云計(jì)算技術(shù)，云計(jì)算技術(shù)即通過虛擬化技術(shù)將本應(yīng)由本地計(jì)算機(jī)處理的計(jì)算分布在了不同地區(qū)的分布式計(jì)算機(jī)上，從而大大的降低了本地計(jì)算機(jī)的負(fù)擔(dān)并且提高了數(shù)據(jù)處理的效率，不難看出，與基于網(wǎng)格的監(jiān)控系統(tǒng)一樣，該類電網(wǎng)故障監(jiān)控系統(tǒng)同樣在數(shù)據(jù)處理上遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于傳統(tǒng)的電網(wǎng)故障監(jiān)控系統(tǒng)，從而提高了其智能化水平。

4 結(jié)語

電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性關(guān)乎國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會民生的安定，而目前由于主觀或客觀因素的影響，電網(wǎng)故障的發(fā)生在所難免，所以對電網(wǎng)進(jìn)行有效的智能化故障監(jiān)控十分必要。未來智能電網(wǎng)的發(fā)展將極大的促進(jìn)電網(wǎng)運(yùn)行的智能化和自動化，其中電網(wǎng)故障監(jiān)控系統(tǒng)也將逐漸呈現(xiàn)出智能化的發(fā)展趨勢，在智能電網(wǎng)故障監(jiān)控系統(tǒng)下，電網(wǎng)將快速的實(shí)現(xiàn)故障診斷、故障隔離和電網(wǎng)恢復(fù)，使得電網(wǎng)運(yùn)行更加安全穩(wěn)定，盡可能的減少了經(jīng)濟(jì)損失。

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