淺析變電站蓄電池集中監(jiān)控系統(tǒng)

摘要：變電站是電力系統(tǒng)中重要的基礎(chǔ)性設(shè)施，做好變電站的管理工作，對于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行有著十分重要的意義。蓄電池是保證直流不全停的最后防線，在變電站中的地位是極為重要的。文章結(jié)合當(dāng)前變電站蓄電池管理中存在的問題，對其集中監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：變電站；蓄電池；集中監(jiān)控系統(tǒng)；電力系統(tǒng)；基礎(chǔ)性設(shè)施

中圖分類號：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）29-0116-02

在電網(wǎng)工程中，變電站的作用和意義都是不可替代的，做好變電站的運行管理工作，確保變電站的正常運行，是電力工作人員需要重點關(guān)注的問題。一般來說，為了保證交流失電或者需要大電流供電的需求，在變電站中會備有相應(yīng)的蓄電池，在平時處于浮充電備用狀態(tài)，一旦需要，可以立即切入，向事故負(fù)荷、自動裝置、保護(hù)裝置等提供電力支持。可以說，蓄電池是保證直流不

全停的最后防線，在變電站中的地位是極為重要的。

1 變電站蓄電池概述

從目前的發(fā)展情況看，在變電站中，使用的蓄電池多為閥控式鉛酸蓄電池，也稱為免維護(hù)電池。這種蓄電池具有體積小、重量輕、成本低、自放電小、使用壽命長、安全可靠、安裝簡便、無污染等優(yōu)點，并且可以實現(xiàn)無人值守和微機集中監(jiān)控的管理方式。一般來說，這種蓄電池并不需要經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)，但是并不是完全不需要維護(hù)，需要變電站工作人員的重視。

2 變電站蓄電池管理中存在的問題

一直以來，我國電力系統(tǒng)中對于變電站蓄電池的維護(hù)一直沒有取得良好的效果，究其原因，主要是由于以下五個方面的因素造成的：

2.1 重視不足

變電站蓄電池自身的使用壽命較長，而且不需要經(jīng)常添加酸液和水，運行相對穩(wěn)定，加上商家提出的“免維護(hù)電池”理念，因此往往容易造成電力工作人員的忽視，認(rèn)為蓄電池不需要進(jìn)行維護(hù)和管理。

2.2 地理位置問題

一般情況下，為了減少對于人們生活的影響，減少占地，變電站多分布于相對偏僻的地區(qū)，且位置比較分散，長期處于無人值守狀態(tài)，也使得蓄電池的維護(hù)變得十分困難。

2.3 電池構(gòu)造

閥控式鉛酸蓄電池自身的構(gòu)造特性，使得電力工作人員很難從外表上對其放電能力進(jìn)行分辨，加大了蓄電池維護(hù)管理的難度。

2.4 使用問題

蓄電池長期處于浮充電狀態(tài)，很容易出現(xiàn)深度放電、充電不及時、充電不足等問題，導(dǎo)致蓄電池電極過早硫酸鹽化、電池容量下降、使用壽命縮短等。

2.5 維護(hù)問題

傳統(tǒng)對于蓄電池的檢測往往都是依靠人工檢測的方式，不僅操作困難，而且周期長、成本高，難以取得良好的效果，無法及時發(fā)現(xiàn)蓄電池中存在的故障，存在著很大的安全隱患。

因此，建設(shè)相應(yīng)的變電站蓄電池集中監(jiān)控系統(tǒng)，對蓄電池進(jìn)行統(tǒng)一管理和維護(hù)，是十分必要的。

3 變電站蓄電池集中監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)主要包括兩個部分，即信息采集設(shè)備和各級服務(wù)器。其中信息采集設(shè)備也可以稱為蓄電池監(jiān)測設(shè)備，主要是通過安裝在蓄電池室的相關(guān)設(shè)備，實現(xiàn)對于蓄電池的監(jiān)控，并完成初步的信息采集和數(shù)據(jù)分析工作。同時，通過遠(yuǎn)程控制，可以對蓄電池進(jìn)行充電、放電、活化等動作。各級服務(wù)器則是從不同的層次上，對信息采集設(shè)備進(jìn)行管理。根據(jù)面向?qū)ο蟮牟町?，各級服?wù)器的主要任務(wù)也有著一定的區(qū)別。這里主要針對第三等級，也就是市級集控中心的服務(wù)器進(jìn)行分析。

3.2 通信設(shè)計

3.2.1 變電站與集控站之間，存在著相應(yīng)的計算機網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，同時在變電站中存在使用前置計算機的站內(nèi)設(shè)備或者后臺計算機，則可以利用這些計算機的串行通信接口，連接蓄電池的監(jiān)測設(shè)備，通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，將采集到的數(shù)據(jù)信息傳送至服務(wù)器。鑒于前置計算機受自身條件的限制，沒有多余的串口資源，可以在其PCI插槽中擴展1片PCI-RS-232轉(zhuǎn)換卡，以滿足通信需求。

3.2.2 變電站與集控站之間存在著相應(yīng)的計算機網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，但是不存在前置計算機或后臺計算機，可以在其中設(shè)置相應(yīng)的串口服務(wù)器設(shè)備，從而實現(xiàn)對IP數(shù)據(jù)報文和RS-232制式信息的相互轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信功能。

3.2.3 對于不存在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的變電站，可以充分利用站內(nèi)的相關(guān)資源實現(xiàn)通信，這些資源包括2M信道的某個64K時隙、采用遠(yuǎn)動信道的空閑資源、載波機的復(fù)用接口。不僅如此，還可以配置專門的小型光端機，在檢測設(shè)備和服務(wù)器之間直接搭建高速信息通道。以上提到的幾種通信資源，實際上都可以抽象為準(zhǔn)RS-232信道，其通信接口在大部分情況下是RS-232式的，可以直接使用，對于少部分RS-485制式或者其他制式通信接口，需要安裝相應(yīng)的接口適配器，以確保通信的正常進(jìn)行。

3.2.4 在少數(shù)偏遠(yuǎn)地區(qū)的變電站中，既沒有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，也沒有空余的遠(yuǎn)動信道資源，無法采用以上三種方式。針對這種情況，可以在蓄電池監(jiān)測設(shè)備與服務(wù)器中，配置相應(yīng)的無線通信模塊，使用更加成熟的移動通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸工作。換言之，就是利用無線信道，來實現(xiàn)集中監(jiān)控中心與變電站蓄電池監(jiān)測設(shè)備之間的通信。

3.3 軟件設(shè)計

對于變電站蓄電池集中監(jiān)控系統(tǒng)而言，需要實現(xiàn)的功能是多種多樣的，如網(wǎng)絡(luò)化信息采集、智能數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)存儲、人機交互等，尤其是網(wǎng)絡(luò)化的信息采集，不僅需要考慮局域網(wǎng)內(nèi)部以及不同局域網(wǎng)之間的通信，還應(yīng)該考慮電力通信專網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)之間的信息接口問題。因此，系統(tǒng)軟件不僅需要具備強大的數(shù)據(jù)處理功能，還必須具備良好的適用性，可以適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)配置，保證系統(tǒng)性能的充分發(fā)揮。在該系統(tǒng)中，軟件程序可以分為服務(wù)器軟件和前置機軟件兩個部分。對于服務(wù)器軟件而言，為了確保其功能的有效發(fā)揮，方便對其進(jìn)行改善和拓展，采用了模塊化的設(shè)計。

需要注意的是，上級服務(wù)器在對下級服務(wù)器進(jìn)行訪問時，主要是通過TCP/IP的方式，但是并不意味著兩者之間只有這一種通信方式。為了確保通信的有效性和穩(wěn)定性，在不同的服務(wù)器之間，還存在相應(yīng)的備用信息通道，如衛(wèi)星通信、微波中繼通信等，能夠有效提高集中監(jiān)控系統(tǒng)的靈活性。對于前置機軟件的設(shè)計，主要是針對變電站中存在前置計算機的情況。在這種情況下，服務(wù)器可以通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)對前置機進(jìn)行訪問，該前置計算機則通過RS-232接口，實現(xiàn)與蓄電池監(jiān)測裝置的連接。前置計算機的作用，主要是接收監(jiān)測設(shè)備采集到的蓄電池信息，然后對信息進(jìn)行解析和協(xié)議轉(zhuǎn)換，上傳到局域網(wǎng)中。

4 結(jié)語

總而言之，采用變電站蓄電池集中監(jiān)控系統(tǒng)一方面可以實現(xiàn)對于變電站蓄電池的遠(yuǎn)程監(jiān)控，使得維護(hù)人員可以在值班室內(nèi)及時了解眾多變電站蓄電池的實際運行情況，節(jié)約了人力資源；另一方面可以使得蓄電池的管理維護(hù)更具針對性和實效性，極大地提高了工作效率，應(yīng)該得到重視和推廣。

參考文獻(xiàn)

[1] 潘華.麗水電網(wǎng)蓄電池在線監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計

[D].浙江大學(xué)，2011.

[2] 鮑慧，齊焱焱，韓少勤.變電站蓄電池集中監(jiān)控系統(tǒng)的研究[J].科技信息，2009，（32）.

[3] 黃崚，胡細(xì)兵.變電站室內(nèi)運行環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)研制[J].安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2011，16（3）.

[4] 鮑慧，齊焱焱，李樹軍.電力通信網(wǎng)中蓄電池組集中監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].電力自動化設(shè)備，2010，30（1）.

[5] 安寧.蓄電池在線監(jiān)控管理系統(tǒng)在變電站的應(yīng)用[J].供用電，2008，25（16）.

作者簡介：吳璇（1980-），男，湖北荊門人，國網(wǎng)四川省電力公司工程師，研究方向：變電站集中監(jiān)控。