無人值守變電站輔助平臺功能研究

柯鵬　鞏峰

摘 要：無人值守變電站是智能電網(wǎng)中研究的重要內(nèi)容。為了確保無人值守變電站運(yùn)行維護(hù)具有較高的安全可靠性和節(jié)能經(jīng)濟(jì)性，將變電站中相應(yīng)的輔助控制系統(tǒng)進(jìn)行功能的集成統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度管理尤為重要。本文筆者在對無人值守變電站輔助監(jiān)控平臺的建設(shè)目標(biāo)進(jìn)行闡述后，對平臺總體方案進(jìn)行了探討，并對圖像監(jiān)視與火災(zāi)消防系統(tǒng)的集成與聯(lián)動、門禁系統(tǒng)與火災(zāi)消防報(bào)警系統(tǒng)的聯(lián)動、動力與環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的功能整合和聯(lián)動、照明控制系統(tǒng)的聯(lián)動等平臺功能實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究，以達(dá)到無人值守變電站輔助功能系統(tǒng)的集成統(tǒng)一管理。

關(guān)鍵詞：智能變電站 輔助系統(tǒng) 集成統(tǒng)一 功能整合

中圖分類號： TM769 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（c）-0009-01

無人值守的變電站集控中心中，除了需要站內(nèi)的影像資料外，還需要掌握站內(nèi)人員出入、電氣設(shè)備運(yùn)行環(huán)境、安全警衛(wèi)、溫濕度等相關(guān)信息，同時(shí)需要相應(yīng)的智能專家分析軟件輔助運(yùn)行管理人員進(jìn)行智能分析決策。為了進(jìn)一步提高無人值守變電站綜合自動化運(yùn)行管理水平，滿足智能變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控的無人值守需求，需要配置一整套輔助監(jiān)控管理平臺，該監(jiān)控子系統(tǒng)獨(dú)立于變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，專門對變電站調(diào)控運(yùn)行的輔助功能設(shè)備系統(tǒng)的運(yùn)行工況進(jìn)行在線監(jiān)測[1]。

1 無人值守變電站輔助監(jiān)控平臺建設(shè)目標(biāo)

變電站智能生產(chǎn)輔助控制系統(tǒng)，是在區(qū)域智能大電網(wǎng)規(guī)劃的指導(dǎo)下建設(shè)的，應(yīng)從實(shí)際功能需求出發(fā)，結(jié)合工程特性分步實(shí)施、逐步完善輔助監(jiān)控系統(tǒng)功能。

（1）系統(tǒng)需要具備安全可靠、實(shí)時(shí)動態(tài)、集成統(tǒng)一等功能特性，以滿足無人值守變電站運(yùn)行管理、任務(wù)決策、指揮決策等功能需求，有效推進(jìn)無人值守變電站調(diào)度運(yùn)行和集成管理工作的監(jiān)控管理效率，降低工作人員的工作強(qiáng)度。（2）需建立一個(gè)集成統(tǒng)一的管理平臺，將無人值守變電站實(shí)時(shí)圖像、環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測、設(shè)備遠(yuǎn)程遙控、煙火信號監(jiān)測、給排水通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行功能等輔助系統(tǒng)的功能進(jìn)行集成整合，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理和聯(lián)動處理，有效提高無人值守變電站調(diào)度運(yùn)行管理的應(yīng)急處理和反應(yīng)能力。（3）建立3D仿真模型，以設(shè)備運(yùn)行模型為基礎(chǔ)，充分融合視頻圖像監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)信息、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息、環(huán)境監(jiān)測信息等數(shù)據(jù)信息，為無人值守變電站電氣設(shè)備運(yùn)行工況狀態(tài)分析和在線故障診斷提供豐富的數(shù)據(jù)支撐。

2 無人值守變電站輔助監(jiān)控平臺總體方案

無人值守變電站中火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)等輔助系統(tǒng)，具有設(shè)備種類較多、溫濕度監(jiān)測監(jiān)控點(diǎn)較大、監(jiān)控區(qū)域較廣等特點(diǎn)。為了解決變電站輔助系統(tǒng)分散監(jiān)控可能出現(xiàn)的“數(shù)據(jù)孤島、分散獨(dú)立監(jiān)控”等問題，以網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)為核心，按照DL860協(xié)議、Module-bus規(guī)約等，將變電站中所有的輔助系統(tǒng)經(jīng)通信規(guī)約轉(zhuǎn)換聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行集中監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)功能整合優(yōu)化和降低工作強(qiáng)度的目的。按照分散集控原則，將輔助集成監(jiān)控平臺劃分為數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)處理層和系統(tǒng)監(jiān)控層共三層結(jié)構(gòu)[2]。變電站輔助系統(tǒng)位于數(shù)據(jù)采集層中，通過數(shù)據(jù)采集器采集現(xiàn)場終端的水泵信號、風(fēng)機(jī)信號、運(yùn)行環(huán)境溫濕度信號、煙感信號、門禁信號等。數(shù)據(jù)處理層中包括數(shù)據(jù)處理服務(wù)器和視頻處理服務(wù)器，其中數(shù)據(jù)處理服務(wù)器主要采集來自于數(shù)據(jù)采集器中的現(xiàn)場終端運(yùn)行狀態(tài)信號，并經(jīng)服務(wù)器內(nèi)部DSP數(shù)據(jù)處理單元運(yùn)行分析后形成對應(yīng)的分析結(jié)果上傳到系統(tǒng)監(jiān)控層中的監(jiān)控主機(jī)；視頻處理服務(wù)器收集由攝像頭采集的動態(tài)視頻監(jiān)控圖像，并上傳到系統(tǒng)監(jiān)控主機(jī)。數(shù)據(jù)監(jiān)控層完成數(shù)據(jù)采集、錄像管理、回放與檢索管理、數(shù)據(jù)信息分析、遠(yuǎn)程操控、Web管理與瀏覽、故障診斷分析、故障告警、曲線報(bào)表生產(chǎn)、打印等功能。

3 輔助監(jiān)控平臺聯(lián)動功能的實(shí)現(xiàn)

3.1 圖像監(jiān)視與火災(zāi)消防系統(tǒng)的集成與聯(lián)動

當(dāng)火災(zāi)監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)監(jiān)測到某處存在異常信號時(shí)，除了要發(fā)出對應(yīng)的報(bào)警信號外，還需要通過系統(tǒng)間的功能集成聯(lián)動圖像在線監(jiān)視系統(tǒng)攝像頭，自動顯示報(bào)警區(qū)域的實(shí)時(shí)圖像界面。通過火災(zāi)消防報(bào)警系統(tǒng)與圖像監(jiān)視系統(tǒng)的功能集成和聯(lián)動，利用可視化、主觀化圖像信息，可以為運(yùn)行管理人員提供詳細(xì)的故障分析數(shù)據(jù)信息，有利于對火災(zāi)程度、起火原因進(jìn)行準(zhǔn)確的分析判斷，便于運(yùn)行管理人員和搶險(xiǎn)人員快速做出科學(xué)的決策。

3.2 門禁系統(tǒng)與火災(zāi)消防報(bào)警系統(tǒng)的聯(lián)動

通過門禁系統(tǒng)與火災(zāi)消防報(bào)警系統(tǒng)的聯(lián)動，一旦變電站內(nèi)部存在火情時(shí)，門禁信號系統(tǒng)的控制主機(jī)（或模塊）會同時(shí)接受到來自消防報(bào)警系統(tǒng)的聯(lián)動信號，將打開相應(yīng)的控制門鎖，便于相關(guān)人員在有限逃生時(shí)間內(nèi)及時(shí)疏散，同時(shí)為消防人員提供滅火救災(zāi)的通道。

3.3 動力與環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的功能整合和聯(lián)動

在無人值守智能變電站中，動力與環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，是為電氣設(shè)備營造良好運(yùn)行環(huán)境的重要輔助系統(tǒng)，其主要監(jiān)測量包括火警、溫濕度、煙感、電機(jī)啟閉信號、水壓、氣壓等數(shù)據(jù)。通過采集器對上述數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，利用DSP等數(shù)據(jù)處理單元，形成對應(yīng)的調(diào)控信號，確保各功能輔助子系統(tǒng)運(yùn)行具有較高的安全可靠性和節(jié)能經(jīng)濟(jì)性，有利于整個(gè)變電站區(qū)域的集成調(diào)控和動態(tài)運(yùn)行管理。

3.4 照明控制系統(tǒng)的聯(lián)動

將照明系統(tǒng)與火災(zāi)消防報(bào)警系統(tǒng)、動力與環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)等進(jìn)行聯(lián)動。一旦出現(xiàn)火情后，照明控制系統(tǒng)自動啟動應(yīng)急照明燈具和疏散指示燈具，為相關(guān)人員逃生和消防搶險(xiǎn)提供必要的照度需求，及時(shí)疏散和搶險(xiǎn)。通過與動力與環(huán)境系統(tǒng)的聯(lián)動，可以根據(jù)需求智能形成燈具開啟組合方式，確保照明系統(tǒng)運(yùn)行在最佳工況中，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

3.5 功能聯(lián)動實(shí)現(xiàn)告警專家處理

將各輔助功能子系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的交互共享和互操作，通過監(jiān)控層中的專家知識分析系統(tǒng)進(jìn)行智能運(yùn)行分析，形成對應(yīng)調(diào)控決策，實(shí)現(xiàn)故障的準(zhǔn)確定位和處理對策推薦，確保故障得到及時(shí)發(fā)現(xiàn)和快速處理，提高變電站運(yùn)行的安全可靠性。

4 結(jié)論與展望

在無人值守變電站系統(tǒng)中，為了確保變電站安全可靠、節(jié)能經(jīng)濟(jì)的高效穩(wěn)定調(diào)控運(yùn)行，除了需要變電站綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)外，還需要將視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)、消防報(bào)警系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、采暖通風(fēng)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等有機(jī)集成整合。通過通信規(guī)約轉(zhuǎn)換，利用信息化、網(wǎng)絡(luò)化、IED智能電子化等技術(shù)的集成將輔助集成監(jiān)測管理平臺，作為變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)下的一個(gè)子平臺，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的靈活拼接、冗余擴(kuò)展、便捷升級改造等，是無人值守變電站智能自動化安全發(fā)展的重要方向，有待進(jìn)一步深入研究。

參考文獻(xiàn)

[1] 余臘生，劉勇.基于網(wǎng)絡(luò)的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2009，30（16）：3879-3882.

[2] 陳維莉.智能變電站輔助控制系統(tǒng)研究[C]//中國電工技術(shù)學(xué)會2010輸變電年會論文集.2010：93-37.endprint