電力監控系統在變電站中的設計與應用

任運業

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：電力監控系統在智能變電站中的應用需要滿足電力監控系統在安全性、可靠性和經濟性方面的基本要 求。同時，還需要保證測控功能的完整性，從而保證電力監控系統在智能變電站中的高效使用。文章對電力監控 系統在智能變電站的作用進行分析，研究電力監控系統在智能變電站中的應用。

關鍵詞：電力監控系統;智能變電站；應用；對策

智能變電站存在的意義和價值就是通過對當前現有科學技術手段的合理應用，以先進的集成措施等，實現智能設備高效、節能環保的操作和運用。智能變電站的提出以及在實踐中的應用，不僅可以滿足新時期數字化、智能化發展的需求，而且可以保證各種智能設備實現高效利用。智能變電站與傳統模式下的變電站相比，具有明顯優勢特點，借助電力控制系統，有利于智能變電站的安全、可靠運行。

1.1安全性、可靠性、經濟性

智能變電站在日常運行時，電力監控系統在其中具有不可替代的影響和作用。電力監控系統要想實現在實踐中的合理應用,就要保證安全性、可靠性。由于智能變電站中已經增加了各種不同類型的過程層設備，比如當前比較常見的設備類型包括合并單元、智能終端等。這些過程層設備在應用時，可以促使監控系統當中的測控功能作用在實踐中得到有效的應用，也就是對該系統可以起到良好的輔助作用，對測控功能在應用時的響應時間延長方面具有實質性意義。智能變電站的站控層設備、對應的功能作用在具體應用時，雖然已經經過了一系列的統一規范、合理管控，但是由于智能變電站在應用時,其自身在信息采集量方面非常龐大,遠動通信的信道以及整個規約的傳輸容量會受到一定限制影響，此時由于調度管理以及處理能力等方面帶來的制約影響，導致智能變電站在實踐中根本無法實現整個智能變電站的運行水平，而且還會影響到其在實踐中的宣傳和推廣，無法滿足經濟效益的基本要求。

1.2測控功能的完備性

智能變電站測控裝置在實際應用中，其自身現有的諸多功能作用可以盡量滿足電網在運行時的基本要求。但是需要注意的一點就是在提供同步相量測量時以及非智能化設備的監控功能時，仍然會受到很多因素的影響，導致其自身的功能要在實踐中不斷完善和優化，才能夠將其自身的作用充分發揮出來。尤其是在當前有關新能源的分布式接入環節更是如此，針對這一現象,無形當中對于測控裝置功能的完備性要求有所提升。

2.1網絡管理

電力監控系統在智能變電站中的應用，在站控層、過程層等各方面通訊管理開展中，可以在網絡背景下實現有序操作。在網絡通訊管理工作開展中，要重視交換機在其中的應用價值。這是由于交換機在正常工作狀態下，可以為智能變電站的安全性、 穩定性提供保證，由此可以看出，交換機在運行時，要結合現實要求，對其進行不斷強化，以滿足智能變電站在運行時的基本要求。與此同時，在電力監控系統的運行中，智能變電站在其中的應用要將網絡管理的基礎性地位以及功能作用充分發揮出來。在這一基礎上，通過對SNMP協議的應用，可以從根本上實現對現有交換機整體運行現狀了解和分析。這樣不僅有利于從中得出準確、可靠的信息數據作為支持，而且還可以為工作人員的日常監測和管理工作提供便利條件團。在電力監控系統的實際應用過程中，發現其中總共會涉及到5個10 kV 的變電站,在這一基礎上,每一個變電站當中會涉及到兩臺10 kV/380 V的變壓器。在整個操作過程中，通常情況下會直接利用兩進線一母聯的結構方式，每一個變電站內部會涉及到的低壓饋出線大概有80多條。通過對現有數據高效的傳輸。久而久之，不僅會直接影響到電力監控系統，可以直接將該系統劃分為5個小型的工作站，同時還包括一個主監控中心。在操作過程中，其通訊網主要是利用 100 mTCP/IP光纖以太網來進行運行,而在小站內的現場監控層則主要是直接利用Madbus總線通訊來進行操作。

2.2順控操作

智能變電站在實踐中的宣傳、推廣，促使智能變電站當中的刀閘操作在具體開展中，要進行適當的改革、創新和優化,也就是要在實踐中真正實現程序化的操作模式。這種操作模式又可以被稱之為“順控操作"，即通過各種不同類型的方式以及其自身運行狀態,可以對其進行具體的轉化。在這一基礎上，可以對其中的運動機進行錄入，同時還可以對其中的一些后臺機等不同類型的裝置進行合理的操作和控制。比如，在某間隔位置處，從運行狀態直接轉變成為檢修狀態。在這種情況下，可以直接以程序自動化的操作模式進行具體開展，這樣才能夠從根本上實現設備在運行時的具體轉變操作。順控操作中的優勢特點相對比較多⑶，不僅可以降低工作人員在日常工作時的心理壓力，而且還可以針對運行人員與變電站相互之間的矛盾進行有針對性的緩解。通過這種方式在智能變電站中的應用，可以實現無人值班的基本要求O在保證安全操作的基礎上,促使智能變電站的整體運行效率得到有效提升。

2.3智能告警

傳統變電站運行中，電力監控系統在使用時基本上都是直接在事件報文之后，按照規定的要求對整個系統進行警告處理。這種情況下，一旦出現變電站等事故,對應的事件數量就會持續性地增加，最終很難對事故進行掌握和控制，勢必會引起嚴重的安全事故。智能變電站在應用時,由于受到電力監控系統的影響，其自身具有告警功能特征,實現信息的檢索和分析,與各種事件類型進行結合后，可以實現對測控信息的合理劃分，為工作人員提供更多的便利條件。

智能變電站一體化監控系統在構建以及具體應用中，與其相對應的信息平臺在其中具有非常重要的作用。其中變電站監控軟件就是作為信息平臺而存在，它是在新形勢下基于網絡基礎，提出的一種全新具有分布式特征的監控軟件系統。該系統在應用時，不僅可以實現對智能變電站整個運行過程實時有效的監視，而且還可以對現有各類信息展開合理的分析，給出對應的智能告警,保證其自身的監控管理作用可以得到有效發揮。

3.1 變電站監控軟件智能化特征

變電站監控軟件是在IEC61850標準的基礎上進行更加深入的開發和利用。在該系統的運行中,可以與ICE61850裝置進行有效的連接使用。系統建模中通常情況下會直接利用圖庫一體化的設計方式，整個設計以及配置過程相對比較靈活，用戶可以直接根據自身的實際要求,滿足個性化配置需求，實現各種不同類型模式的運行。系統在整個布局和使用方面具有一定的便利性特征，各種不同類型的模式可以在應用時實現各類數據庫信息內容的共享。更為重要的一點就是在實踐中并不需要對數據庫內容進行重復填寫面。系統在運行時，可以與各種不同類型的數據進行靈活性的配置和利用，實現系統備份操作，還可以與大容量數據進行有效的結合使用。在應用時，系統自身的安全性非常高，同時還可以支持雙機、多機冗余等不同類型的方式運行。系統內部可以對現有的信息模型進行合理的設置和利用,在這一基礎上，從根本上對光字牌監視系統進行不斷完善和優化，保證校時功能等得到有效落實。

3.2數據辨識功能軟件在變電站監控軟件中的應用

智能變電站一體化監控系統在運行中，將數據辨識功能軟件引入其中，實現兩者的有效融合。通常情況下系統在整個運行時,可以對智能變電站內部的各種數據信息等進行實時有效的分析和處理。在此時,如果岀現告警、事故等,可以直接將告警的基本內容、事故信息等全部體現在對應的變電站主界面當中，同時還可以對主界面、分隔面等進行可視化分析。運行人員通常在具體運作和操作中，可以利用人機會話窗口，實現對智能變電站監控系統運行現狀的有效監視，同時還可以對其中涉及到的各類數據信息等進行分析。系統一旦在運行時出現故障問題,可以通過數據辨識軟件的事項告警窗口，對其中各類不同事故的基本原因、內容等進行分析。值班人員可以直接根據事項窗當中給出的報警信息等,對其中的量測結果展開深入分析,這樣有利于對事故的原因進行査找和總結，最終提出有針對性的處理對策。

4.1概述

針對用戶變電站（一般為35kV及以下電壓等級），通過微機保護裝置、開關柜綜合測控裝置、電氣接點無線測溫產品、電能質量在線監測裝置、配電室環境監控設備、弧光保護裝置等設備組成綜合自動化的綜合監控系統，實現了變電、配電、用電的安全運行和管理。監控范圍包括用戶變電站、開閉所、變電所及配電室等。

Acrel-2000Z電力監控系統是安科瑞電氣股份有限公司根據電力系統自動化及無人值守的要求，針對35kV及以下電壓等級研發出的一套分層分布式變電站監控管理系統。該系統是應用電力自動化技術、計算機技術、網絡技術和信息傳輸技術，集保護、監測、控制、通信等功能于一體的開放式、網絡化、單元化、組態化的系統，適用于35kV及以下電壓等級的城網、農網變電站和用戶變電站，可實現對變電站控制和管理，滿足變電站無人或少人值守的需求，為變電站安全、穩定、經濟運行提供了堅實的保障。

4.2應用場所

適用于軌道交通，工業，建筑，學校，商業綜合體等35kV及以下用戶端供配電自動化系統工程設計、施工和運行維護。

4.3系統架構

Acrel-2000Z電力監控系統采用分層分布式設計，可分為三層：站控管理層、網絡通信層和現場設備層，組網方式可為標準網絡結構、光纖星型網絡結構、光纖環網網絡結構，根據用戶用電規模、用電設備分布和占地面積等多方面的信息綜合考慮組網方式。

4.4系統功能

（1）實時監測：直觀顯示配電網的運行狀態，實時監測各回路電參數信息，動態監視各配電回路有關故障、告警等信號。

（2） 電參量查詢：在配電一次圖中，可以直接查看該回路詳細電參量。

（3） 曲線查詢：可以直接查看各電參量曲線。

（4） 運行報表：查詢各回路或設備某一時間的運行參數。

（5） 實時告警：具有實時告警功能，系統能夠對配電回路遙信變位，保護動作、事故跳閘等事件發出告警。

（6）歷史事件查詢：對事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統事件和報警進行歷史追溯，查詢統計、事故分析。

（7） 電能統計報表：系統具備定時抄表匯總統計功能，用戶可以自由查詢自系統正常運行以來任意時間段內各配電節點的用電情況。

（8）用戶權限管理：設置了用戶權限管理功能，可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限。

（9） 網絡拓撲圖：支持實時監視并診斷各設備的通訊狀態，能夠完整的顯示整個系統網絡結構。

（10）電能質量監測：可以對整個配電系統范圍內的電能質量和電能可靠性狀況進行持續性的監測。

（11）遙控功能：可以對整個配電系統范圍內的設備進行遠程遙控操作。

（12）故障錄波：可在系統發生故障時，自動準確地記錄故障前、后過程的各種電氣量的變化情況。

（13）事故追憶：可自動記錄事故時刻前后一段時間的所有實時穩態信息。

（14）Web訪問：展示頁面顯示變電站數量、變壓器數量、監測點位數量等概況信息，設備通信狀態，用電分析和事件記錄。

（15） APP訪問：設備數據頁面顯示各設備的電參量數據以及曲線。

4.5系統硬件配置

電力監控系統在智能化變電站中的應用，可以為各環節工作開展提供便利條件。同時可以實現節能、環保的基本目的，在電力監控系統安全可靠的基礎上,實現成本的有效控制，以體現出電力監控系統在智能變電站中的應用價值。

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［4］安科瑞企業微電網應用手冊2020.06版.

任運業，男，現任職于安科瑞電氣股份有限公司。