張佳男 史哲鵬 刁曉蕾

摘要：隨著智能化技術(shù)的發(fā)展，智能變電站是依靠精密、穩(wěn)定、集成的智能裝置，在自動(dòng)完成信息采集、測(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)量和檢測(cè)等功能的同時(shí)還具備了實(shí)時(shí)控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析等功能。通過對(duì)其供電范圍內(nèi)電力用戶的基本情況進(jìn)行分析，歸納了系統(tǒng)需要的整體功能，分別利用以及開發(fā)工具，實(shí)現(xiàn)了對(duì)智能變電站在線監(jiān)測(cè)整合系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，智能變電站在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng);在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

引言

在我國電力檢測(cè)系統(tǒng)中，智能變電站在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以對(duì)變電設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并對(duì)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)掌控，通過對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析可以實(shí)現(xiàn)變電站潛在故障的預(yù)判，并發(fā)出預(yù)警。傳統(tǒng)變電站的檢修模式是定期人工檢修同時(shí)結(jié)合故障檢修的方式，這種檢修模式需要大量的人工投入，同時(shí)存在不確定性，不能滿足現(xiàn)代電力發(fā)展的需求。隨著現(xiàn)代電力應(yīng)用需求的不斷增多，為了滿足現(xiàn)代電力應(yīng)用需要，針對(duì)電力設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)逐漸興起，對(duì)于維護(hù)智能變電站系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供技術(shù)保障。

1智能變電站技術(shù)的特點(diǎn)

1.1設(shè)備智能化。在智能變電站中，智能斷路器和電子式互感器的應(yīng)用，能夠使光纖和數(shù)字光信號(hào)逐漸取代傳統(tǒng)的控制電纜和模擬信號(hào)，這樣可以使智能變電站設(shè)備對(duì)現(xiàn)場數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)搜集，并為信息的共享提供必要的技術(shù)支撐。

1.2 通信網(wǎng)絡(luò)化。智能變電站技術(shù)可以構(gòu)建統(tǒng)一的信息平臺(tái)，并借助遠(yuǎn)程控制技術(shù)來發(fā)現(xiàn)和解決其中所存在的問題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)內(nèi)用戶間的有效交流與互動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智能變電站的通訊網(wǎng)絡(luò)化。

1.3 信息數(shù)字化。智能變電站技術(shù)可以借助一、二次設(shè)備來有效管理和控制信息網(wǎng)絡(luò)，并將搜集到的信息通過相關(guān)處理后以數(shù)字化的形式進(jìn)行輸出，進(jìn)而有效提高變電站的管理效率。

1.4 信息共享化。通常情況下，智能變電站的間隔層和站控層設(shè)備能夠在變電站各平臺(tái)間構(gòu)建信息共享協(xié)議，這樣不僅可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享，而且還可以為智能變電站技術(shù)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

1.5 應(yīng)用互動(dòng)化。智能化變電站能夠?qū)崿F(xiàn)變電站和變電站間、變電站和用戶間、用戶和用戶間的互動(dòng)，以期更好的發(fā)揮智能化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

2目標(biāo)設(shè)定

為研發(fā)智能變電站保護(hù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需設(shè)定總目標(biāo)，從實(shí)際智能變電站保護(hù)所需要監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目出發(fā)，智能變電站保護(hù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)至少具備以下三個(gè)方面的要求。

智能化（A）：通過在線保護(hù)狀態(tài)評(píng)估，可分析保護(hù)的家族性缺陷，減少不必要的保護(hù)檢修次數(shù)一次設(shè)備的停役幾率;識(shí)別率（B）：繼電保護(hù)裝置的二次虛回路識(shí)別率應(yīng)較高，且正確率和穩(wěn)定性能滿足一般檢修要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬量、開入量、開出量的識(shí)別;時(shí)效性（T）：在線保護(hù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)效應(yīng)較高，響應(yīng)速度應(yīng)快，能及時(shí)將故障信息上傳到終端。智能變電站保護(hù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不僅要考慮智能化、識(shí)別率、時(shí)效性三點(diǎn)要求，還需要考慮裝置和技術(shù)成本（C）。因此我們定義了監(jiān)測(cè)指標(biāo)（S=0.2*A+0.3*B+0.2*T-0.3*C），并以此來綜合評(píng)價(jià)保護(hù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)劣。

3 確定最佳方案

3.1提出方案

研發(fā)智能變電站保護(hù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其核心是需要在工程SCD模型基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)SCD在線管理，達(dá)到二次系統(tǒng)可視化，通過異常智能診斷，做好可視化安措，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)的在線監(jiān)。

3.2在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案選擇

智能變電站保護(hù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行信息采集二次虛回路數(shù)據(jù)，而后將采集數(shù)據(jù)進(jìn)行信息分析，自動(dòng)信息分析環(huán)節(jié)完成后反饋給檢修人員，從而形成對(duì)保護(hù)裝置的在線監(jiān)測(cè)閉環(huán)。將信息采集方式與信息分析方式進(jìn)行綜合并利用優(yōu)選法進(jìn)行分析，可得到三種不同的系統(tǒng)搭建方案。（1）綜合A方案：在保護(hù)裝置端完成信息采集，在保護(hù)小室內(nèi)完成信息分析;（2）綜合B方案：由采集單元完成信息采集，在計(jì)算機(jī)室管理單元完成信息分析;（3）綜合C方案：由采集單元完成信息采集，在保護(hù)小室內(nèi)完成信息分析。對(duì)三種方案進(jìn)行可行性評(píng)價(jià)對(duì)比。

3.3方案分解并選擇最佳方案

根據(jù)上述所決定的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能模塊的分解，在搜集資料時(shí)將在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能進(jìn)行完善。下面我們將從四個(gè)分解出來的部分一一進(jìn)行分析。（1）SCD在線管理技術(shù)結(jié)論：通過比較以上三種方法，綜合考慮成本，智能化程度、二次虛回路識(shí)別率、增強(qiáng)保護(hù)裝置監(jiān)測(cè)時(shí)效性等因素，選擇了智能化程度一般、識(shí)別率較好、時(shí)效性較好、成本較低的基于大數(shù)據(jù)庫分析的SCD在線管理技術(shù)。

（2）二次系統(tǒng)可視化技術(shù)

二次系統(tǒng)可視化技術(shù)在智能化A方面得到92.3的評(píng)分，在識(shí)別率B方面得到98.6的評(píng)分，動(dòng)態(tài)型二次系統(tǒng)可視化技術(shù)在時(shí)效性T方面得到94的評(píng)分，動(dòng)態(tài)型二次系統(tǒng)可視化技術(shù)在成本C方面得到94.5的評(píng)分，監(jiān)測(cè)指標(biāo)達(dá)到37.71，本研究的目標(biāo)是要降低成本，提高智能化程度，提升二次虛回路識(shí)別率，增強(qiáng)保護(hù)裝置監(jiān)測(cè)時(shí)效性，提高可靠性，為實(shí)現(xiàn)對(duì)二次系統(tǒng)可視化技術(shù)，選擇了智能化程度和識(shí)別率排名第一、時(shí)效性和成本一般的圖表型二次系統(tǒng)可視化技術(shù)方案。

4 智能變電站在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)

4.1數(shù)據(jù)采集模塊

系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集模塊主要是對(duì)智能變電站設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)同時(shí)利用特定的通信協(xié)議將數(shù)據(jù)發(fā)送到智能變電站的中心機(jī)房，數(shù)據(jù)經(jīng)過預(yù)處理以及數(shù)據(jù)的集中，數(shù)據(jù)經(jīng)過預(yù)處理之后將數(shù)發(fā)送到不同的地方中心機(jī)房，之后對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算。通過對(duì)不同電力設(shè)備數(shù)據(jù)的分析處理，對(duì)于分析處理的數(shù)據(jù)類型需要滿足市面上使用的大多數(shù)設(shè)備的數(shù)據(jù)類型，從而保證數(shù)據(jù)的兼容性，從而便于日后進(jìn)行功能擴(kuò)展，滿足不同電力設(shè)備的應(yīng)用需求，為系統(tǒng)升級(jí)提供基礎(chǔ)保障。

4.2變電站數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)

智能變電站在線監(jiān)測(cè)整合系統(tǒng)核心部分是數(shù)據(jù)庫程序，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫將大量數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，并可以進(jìn)行實(shí)時(shí)查閱，從而方便工作人員管理。為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)需求實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)整合系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)，滿足變電站3～5a內(nèi)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量，在實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力調(diào)度需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合管理。

結(jié)束語

確定了在線監(jiān)測(cè)綜合系統(tǒng)軟件的總體方案，制定了系統(tǒng)層次圖，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的主要功能。分別利用以及開發(fā)工具，實(shí)現(xiàn)了對(duì)智能變電站在線監(jiān)測(cè)整合系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，并根據(jù)設(shè)計(jì)需要完成了功能測(cè)試。

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