淺析電網(wǎng)故障監(jiān)控系統(tǒng)智能化的必然趨勢(shì)

黃前漢

摘 要：電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)民生具有重要意義，而目前電網(wǎng)中故障時(shí)有發(fā)生，所以電網(wǎng)故障監(jiān)控系統(tǒng)成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。隨著未來(lái)智能電網(wǎng)的高速發(fā)展，對(duì)電網(wǎng)的自愈性要求逐漸提高，未來(lái)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(shí)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(lái)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。

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

中圖分類號(hào)：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展以及社會(huì)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(guó)的電網(wǎng)發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的進(jìn)程，與此同時(shí)，電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性進(jìn)入到了一個(gè)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(shí)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(lái)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(duì)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(gè)發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)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(jí)保護(hù)設(shè)備所發(fā)出的預(yù)警信號(hào)、電流和電壓值的特征信號(hào)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(dòng)作情況來(lái)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(duì)成熟。該系統(tǒng)主要功能在于根據(jù)一定的采樣周期（時(shí)間間隔）對(duì)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，例如電流、電壓、有功和無(wú)功潮流等，還包括斷路器和隔離開關(guān)的動(dòng)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(shí)刻電網(wǎng)實(shí)時(shí)的狀態(tài)信息，屬于斷面信息。

動(dòng)態(tài)安全監(jiān)視和控制系統(tǒng)（又可稱之為廣域測(cè)量系統(tǒng)，縮寫為WAMS）。這類系統(tǒng)主要是通過一個(gè)基于GPS技術(shù)的同步向量測(cè)量裝置來(lái)對(duì)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(duì)電網(wǎng)中電壓、電流以及相角等動(dòng)態(tài)量的實(shí)時(shí)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(duì)于靜態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)說，該系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)是連續(xù)的、實(shí)時(shí)的，可以看出電網(wǎng)狀態(tài)的變化過程，對(duì)于監(jiān)控電網(wǎng)動(dòng)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(dòng)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(duì)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(duì)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(duì)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(shì)

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(hào)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(hào)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(huì)有延遲和數(shù)據(jù)丟失發(fā)生，所以信號(hào)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(duì)于一些復(fù)雜的故障，各個(gè)調(diào)度中心在故障處理過程中相互訪問的時(shí)間也是一個(gè)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(jiǎn)述為在動(dòng)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(jí)調(diào)度中心之間在對(duì)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(shí)將更加方便隨意，共享性大大提高，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)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(duì)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(dòng)化水平。

3.2 基于云計(jì)算電網(wǎng)信息平臺(tái)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(tái)，而這個(gè)平臺(tái)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(yǔ)

電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性關(guān)乎國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)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(duì)電網(wǎng)進(jìn)行有效的智能化故障監(jiān)控十分必要。未來(lái)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(dòng)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(shì)，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。

參考文獻(xiàn)

[1] 王磊.電網(wǎng)故障診斷方法及其系統(tǒng)架構(gòu)研究[J].山東大學(xué)博士學(xué)位論文，2013.

[2] 黃風(fēng)華. 基于MapX的城市電網(wǎng)故障監(jiān)控系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[J].重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2009，06（11）.

[3] 詹銀.福建電網(wǎng)智能多維可視監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].電力與電工，2012，03（32）.endprint