基于分布式的變電系統(tǒng)集中監(jiān)控分析

梁偉

唐山智達(dá)自動(dòng)化工程技術(shù)有限公司 064002

前言

近些年來，隨著我國電力系統(tǒng)管理體制的不斷改革，變電系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)也在不斷地進(jìn)步，電力系統(tǒng)發(fā)展進(jìn)入全新的時(shí)期。變電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，其作用是變換電壓、匯集和分配電能。變電系統(tǒng)能否正常運(yùn)行關(guān)系到整個(gè)電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定，因此對(duì)變電系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控有十分重要的意義。

變電系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)是利用最新的通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、電壓無功自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)，采用抗干擾能力強(qiáng)的通訊設(shè)備及智能電力儀表，經(jīng)電力監(jiān)控管理軟件組態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電系統(tǒng)的監(jiān)控和管理。變電監(jiān)控系統(tǒng)不僅可以對(duì)變電站進(jìn)行無人操作，節(jié)省人力，還可以對(duì)電力進(jìn)行負(fù)荷分析，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力的合理調(diào)度，提高供電質(zhì)量。

變電系統(tǒng)分布在不同的地方，對(duì)分布在不同地方的變電系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)控，不僅可以有效地減少值班人員，達(dá)到減人增效的目的，還可以有效提高變電站的工作效率，從而提高電力企業(yè)的濟(jì)效益。

1 分布式變電系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

分布式變電系統(tǒng)是變電系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，分布式變電站簡(jiǎn)化了硬件配置和聯(lián)線、減少電纜和控制室面積、便于就地安裝及維修，正在被廣大電力工作者認(rèn)同。分布式變電站系統(tǒng)采用數(shù)字智能電子設(shè)備和計(jì)算機(jī)主機(jī)取代功能結(jié)構(gòu)單一的繼電器、信號(hào)燈、儀表、控制屏、自動(dòng)裝置，各個(gè)分布的變電站通過網(wǎng)絡(luò)連接起來，并由網(wǎng)絡(luò)傳輸信息。分布式變電站系統(tǒng)將分散的變電站通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接起來，分散的變電站將采集到的信息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至集中監(jiān)控中心，監(jiān)控中心分析數(shù)據(jù)，然后對(duì)各變電站進(jìn)行控制和調(diào)度。在遵循數(shù)據(jù)信息共享、減少硬件重復(fù)配置的原則下，做到繼電保護(hù)相對(duì)獨(dú)立和一定的冗余，以提高變電站運(yùn)行中的安全可靠性。

1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

分布式變電系統(tǒng)在功能設(shè)計(jì)上首先應(yīng)考慮下面幾個(gè)功能的要求：遠(yuǎn)動(dòng)功能、測(cè)量表計(jì)功能、自動(dòng)控制功能、與繼電保護(hù)相配套、繼電保護(hù)功能、系統(tǒng)功能、接口功能。

另外還要考慮以下設(shè)計(jì)原則：（1）分布式系統(tǒng)是電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的一個(gè)子系統(tǒng)，應(yīng)符合電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的總體設(shè)計(jì)。（2）系統(tǒng)的構(gòu)造按超高壓樞紐變電站設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)模式應(yīng)能適用于壓變電站及低壓配電站的系統(tǒng)構(gòu)造要求和工程結(jié)構(gòu)需求。（3）系統(tǒng)本著提高電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，滿足變電站自動(dòng)化及無人值班的工程需求的指導(dǎo)思想進(jìn)行設(shè)計(jì)。（4）系統(tǒng)采用分層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)面向?qū)ο?，功能有機(jī)集成，系統(tǒng)各部分有機(jī)協(xié)調(diào)的要求。

1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

分布式系統(tǒng)的主站設(shè)計(jì)是變電系統(tǒng)自動(dòng)化的關(guān)鍵設(shè)計(jì)之一，目前分布式系統(tǒng)的主站設(shè)計(jì)大致可以分為基于網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)和基于前置機(jī)的系統(tǒng)兩大類。

基于網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)要求比較高。需要網(wǎng)絡(luò)具有較好的開放性和實(shí)時(shí)性，而且必須是無主節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，即網(wǎng)絡(luò)中的任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間可以傳遞數(shù)據(jù)。在基于網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)中各個(gè)變電站的信息在網(wǎng)絡(luò)上是共享的，通過不同的轉(zhuǎn)換器與當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)及遠(yuǎn)方調(diào)度系統(tǒng)聯(lián)系。

基于前置機(jī)的系統(tǒng)中，前置機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，前置機(jī)收集網(wǎng)上各間隔單元上傳的各種信息并傳送給本地監(jiān)控系統(tǒng)及遠(yuǎn)方調(diào)度系統(tǒng)，同時(shí)前置機(jī)還接受當(dāng)?shù)刂髡炯罢{(diào)度器的各類指令并傳遞給各子單元。在一些重要的變電站中，前置機(jī)通常采用雙機(jī)熱備用的方式。

2 變電系統(tǒng)的集中監(jiān)控

隨著電網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展，處于分布的變電站將全部信息匯總到監(jiān)控中心，由監(jiān)控中心負(fù)責(zé)變電站的運(yùn)行監(jiān)控。

2.1 集中監(jiān)控運(yùn)行的模式

現(xiàn)階段，變電系統(tǒng)集中監(jiān)控運(yùn)行模式有以下幾種情況。(1)監(jiān)控和操作一體化。該模式中集控中心值班員不僅要負(fù)責(zé)日常監(jiān)盤、巡視、操作、事故處理和調(diào)壓，還要肩負(fù)變電站其他工作，如環(huán)境衛(wèi)生、小型維護(hù)、兼職司機(jī)等。(2)監(jiān)控和操作分設(shè)化。設(shè)立統(tǒng)一的集中監(jiān)控中心，監(jiān)控中心負(fù)責(zé)對(duì)分布在不同地方的變電站的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并有操作和聯(lián)系功能，運(yùn)行操作分區(qū)域配置，就近負(fù)責(zé)本變電站的操作、事故處理、工作許可及驗(yàn)收、巡視。(3)監(jiān)控管理區(qū)域化。該模式中監(jiān)控和調(diào)度設(shè)立在一起，電氣設(shè)備的調(diào)度人員負(fù)責(zé)變電運(yùn)行的集中監(jiān)控工作，或者是監(jiān)控人員在變電運(yùn)行監(jiān)控的范圍內(nèi)負(fù)責(zé)電氣設(shè)備的調(diào)度，使調(diào)度和監(jiān)控一體化。

2.2 集中監(jiān)控中運(yùn)行問題分析

分布式的變電系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)控需要考慮的問題有：（1）集中監(jiān)控模式的接入與調(diào)試。變電系統(tǒng)集中監(jiān)控模式的建設(shè)是需要一個(gè)過程的，所以在進(jìn)行集中監(jiān)控模式的建設(shè)前，應(yīng)該先制定科學(xué)的建設(shè)目標(biāo)，具體實(shí)施中應(yīng)該先組建集中監(jiān)控中心，無人值班變電站直接接入監(jiān)控中心，新建變電站應(yīng)根據(jù)技術(shù)改造進(jìn)展情況，以分步實(shí)施的方式將其它分散變電站接入。（2）調(diào)度模式的轉(zhuǎn)化。傳統(tǒng)模式調(diào)度命令由調(diào)度值班人員下達(dá)，在變電站采用集中監(jiān)控模式后，調(diào)度模式也發(fā)生變化。操作指令由調(diào)度人員把預(yù)令下達(dá)到集中監(jiān)控中心，集中監(jiān)控中心把預(yù)令下達(dá)到電氣設(shè)備，電氣設(shè)備操作人員做準(zhǔn)備工作，然后操作人員與調(diào)度人員聯(lián)系，并得到運(yùn)行指令。（3）專業(yè)化管理模式的加強(qiáng)。對(duì)分布式分布的變電站采用集中監(jiān)控模式，大大減少了工作人員，但是需要專業(yè)的管理人員對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行管理。將任務(wù)分工明確，選擇專業(yè)人員進(jìn)行管理不僅可以使變電站內(nèi)的繁瑣事務(wù)得到統(tǒng)一管理，還可以使監(jiān)控人員更加專注于處理變電運(yùn)行和電力設(shè)備的工作。（4）監(jiān)控中心信號(hào)分類。在對(duì)變電站運(yùn)行的監(jiān)控過程中，監(jiān)控信號(hào)的規(guī)范性是最復(fù)雜的問題，由于在集中監(jiān)控模式下，監(jiān)控中心需要監(jiān)控的變電站數(shù)量多，信息量也就很大，很多信息如果不及時(shí)看就會(huì)被新的信息沖入歷史數(shù)據(jù)庫，可以將信息進(jìn)行規(guī)范與分層分類整理，如信號(hào)可以分為告知信號(hào)、異常信號(hào)和事故信號(hào)等。

3 結(jié)論

本文對(duì)分布式供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了分析并且提出了兩種分布式供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將集中監(jiān)控應(yīng)用到分布式的變電系統(tǒng)中，不僅可以有效減少工作人員，達(dá)到減人增效的效果，而且可以使變電站內(nèi)的工作和任務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一的分化、統(tǒng)一的管理，從而可以有效提高變電站內(nèi)的工作效率，促進(jìn)電力企業(yè)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)效益的提高。文章還對(duì)變電系統(tǒng)集中監(jiān)控中的監(jiān)控和操作分化設(shè)計(jì)模式在分布式變電站中的具體實(shí)施過程中應(yīng)該注意的問題進(jìn)行了分析，對(duì)監(jiān)控信號(hào)的規(guī)范與變電站接入的方案進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，具有一定的參考價(jià)值。

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