智能變電站調(diào)控一體化實施方案研究

董 迪 陳麗羽

（1.河南省電力勘測設計院，河南 鄭州450007；2.國網(wǎng)天津市電力公司濱海供電分公司，天津300450）

0 引言

調(diào)控一體、運維一體是國家電網(wǎng)公司“五大”管理體系中“大運行”、“大檢修”體系的重要組成部分。調(diào)控一體化將調(diào)度運行與輸變電設備運行協(xié)同配合，調(diào)度部門可更全面地掌握電網(wǎng)設備運行狀況，從而提升了對電網(wǎng)運行的協(xié)同調(diào)度指揮的能力；運維一體化整合運檢業(yè)務，通過完善生產(chǎn)管理體系，實現(xiàn)運行與狀態(tài)檢修一體化，強化設備狀態(tài)管理。新建智能變電站應適應“調(diào)控一體、運維一體”的管理模式，滿足電網(wǎng)監(jiān)控和電網(wǎng)調(diào)度一體化管理的要求，同時實現(xiàn)變電站的遠程運維，確保運行人員統(tǒng)籌管理，從而極大地提高電網(wǎng)故障處理、日常操作的效率［1］。因此有必要遵照調(diào)控一體化的技術要求，通過變電站與主站充分的信息交互，實現(xiàn)對變電站設備遠程監(jiān)控、遠程集中維護和管理，全面滿足“大運行”、“大檢修”體系建設要求。

1 調(diào)控一體、運維一體技術要求

1.1 管理模式

“調(diào)控一體、運維一體”采取“電網(wǎng)調(diào)度控制中心＋運維操作站”的管理模式。調(diào)控中心的主要職責包括電網(wǎng)調(diào)度、變電站設備監(jiān)控及遙控操作等，“運維一體化”運維操作站主要負責調(diào)度指令的分解、設備巡視、現(xiàn)場操作、消缺和應急處置等。實施調(diào)控一體化模式后，監(jiān)控與調(diào)度合一，變電站無人值守，調(diào)控中心24h值班，運維操作站少人值班。

“大運行”體系將變電站按不同電壓等級劃分，除原有的調(diào)度業(yè)務外，相應調(diào)度機構還應統(tǒng)一管理變電站設備運行集中監(jiān)控、輸變電設備在線監(jiān)測與分析業(yè)務，實現(xiàn)各級調(diào)度的調(diào)控一體化運作。

1.2 功能要求

（1）新建智能變電站應采用一體化監(jiān)控系統(tǒng)方式的建設，通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關機等設備為調(diào)度監(jiān)控主站系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)、模型和圖形的傳輸服務，支持調(diào)度監(jiān)控主站系統(tǒng)對變電站的監(jiān)視控制、信息查詢和遠程瀏覽等功能。

（2）在調(diào)度控制中心實現(xiàn)輸變電設備狀態(tài)在線監(jiān)測與分析，實現(xiàn)對電網(wǎng)運行及設備狀態(tài)的全景感知、對電網(wǎng)在線監(jiān)控功能的全面集成。

（3）調(diào)控中心視頻監(jiān)控系統(tǒng)主站平臺可對變電站進行視頻畫面遠程監(jiān)視和控制，通過與調(diào)度SCADA 系統(tǒng)的互聯(lián)互動，對站內(nèi)的遙控操作進行視頻確認。

2 變電站與主站端的信息交互

2.1 變電站調(diào)控數(shù)據(jù)交互

調(diào)控一體化要求調(diào)度業(yè)務與設備監(jiān)控業(yè)務融合，變電站大量設備監(jiān)控信息需要上送，增加了主站系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫處理負擔，需要對數(shù)據(jù)進行優(yōu)化與處理。

2.1.1 對實時數(shù)據(jù)的優(yōu)化

調(diào)控實時數(shù)據(jù)主要包括電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)、設備監(jiān)控數(shù)據(jù)、電網(wǎng)故障信號，直接與調(diào)度主站SCADA 系統(tǒng)的電網(wǎng)結構設備模型、實時數(shù)據(jù)庫和圖形畫面等相關聯(lián)。調(diào)控實時數(shù)據(jù)由變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)Ⅰ區(qū)通信網(wǎng)關機完成直采直送，以DL/T634.5104通信規(guī)約實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸［2］。

2.1.2 設備告警信息

告警信息按照告警分類篩選利用規(guī)約“信息確認”及“出錯重傳”機制，防止信息丟失［3］。變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)匯集和處理各類告警信息，進行告警信息分類管理和壓縮，通過Ⅰ區(qū)通信網(wǎng)關機以文本格式直送至調(diào)控中心和運維操作站，告警信息分類顯示提示。信息直送采用DL/T634.5140或DL476規(guī)約。

2.1.3 遠程瀏覽變電站監(jiān)控畫面

通過遠程瀏覽，調(diào)度監(jiān)控值班員和檢修運維人員可直接瀏覽變電站內(nèi)完整的實時數(shù)據(jù)、運行信息和圖形等。

變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)平臺的應用功能包括遠程瀏覽變電站全景監(jiān)控畫面。調(diào)控主站與變電站統(tǒng)一監(jiān)控界面的畫面層次、圖形布局與信息表達。

2.1.4 遠程瀏覽安全認證

智能變電站的遠程瀏覽功能通過通信網(wǎng)關機實現(xiàn)，主站與變電站間的實時數(shù)據(jù)刷新和圖形文件傳輸需經(jīng)由縱向加密認證裝置進行。

2.2 與輸變電在線監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互

Ⅲ/Ⅳ區(qū)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關機經(jīng)由正、反向隔離裝置從綜合應用服務器獲取在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過接入電力綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，將狀態(tài)監(jiān)測原始數(shù)據(jù)和診斷結果上傳至Ⅲ區(qū)輸變電設備狀態(tài)監(jiān)測主站系統(tǒng)。

在Ⅲ/Ⅳ區(qū)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關機中部署與在線監(jiān)測主站系統(tǒng)交互的數(shù)據(jù)傳輸軟件，以實現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測接口服務。

2.3 與視頻監(jiān)控系統(tǒng)的交互

一體化監(jiān)控系統(tǒng)將各類輔控數(shù)據(jù)包括視頻數(shù)據(jù)、安防告警、環(huán)境監(jiān)測、消防告警等數(shù)據(jù)集合統(tǒng)一建模、統(tǒng)一處理、統(tǒng)一分窗口展示，視頻監(jiān)控主機通過綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)統(tǒng)一將視頻及各類數(shù)據(jù)統(tǒng)一上送。

通過站內(nèi)一體化監(jiān)控系統(tǒng)對視頻等輔控系統(tǒng)的整合，配合調(diào)控主站SCADA 系統(tǒng)與視頻監(jiān)控主站平臺的互聯(lián)，通過智能分析和輔助控制功能，可實現(xiàn)變電站倒閘操作輔助監(jiān)視、故障輔助分析、安防監(jiān)視等功能。事后還可以通過調(diào)閱錄像進行回放，查找原因，進行事故分析。

3 調(diào)控一體、運維一體實施方案

3.1 總體方案

智能變電站調(diào)控信息直送至相關調(diào)度，通過各調(diào)度主站的智能分析與告警、在線安全穩(wěn)定分析、日前調(diào)度計劃優(yōu)化決策及量化安全校核等核心應用功能實現(xiàn)調(diào)控一體化應用。

變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)平臺為基礎，通過規(guī)范的調(diào)控數(shù)據(jù)交互、提供滿足遠程信息瀏覽等技術手段，與調(diào)度主站、其他管理主站進行協(xié)同互動。變電站與各管理主站的系統(tǒng)對應的調(diào)控一體、運維一體實施方案如圖1所示。

圖1 調(diào)控一體、運維一體實施方案

3.2 變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)

電網(wǎng)運行和一、二次設備運行狀態(tài)信息由變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)直接采集，系統(tǒng)平臺還通過標準化通信接口與輸變電設備在線監(jiān)測、計量設備、輔控等系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互。作為變電站自動化系統(tǒng)的核心，一體化監(jiān)控系統(tǒng)橫向與變電站內(nèi)各自動化設備互聯(lián)通信，縱向上與調(diào)控中心和相關運維主站聯(lián)通。

3.2.1 系統(tǒng)架構

一體化監(jiān)控系統(tǒng)按照安全Ⅰ區(qū)和安全Ⅱ區(qū)劃分。站控層設備集成整合優(yōu)化后的設備及功能如表1所示。

表1 變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)站控層設備

3.2.2 信息傳輸通道

變電站至調(diào)控中心主備用通道采用電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，變電站輸變電在線監(jiān)測數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)通過采用綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)FE鏈路或N×2M 專用通道方式接入各主站。

3.2.3 高級應用功能

高級應用基于一體化監(jiān)控系統(tǒng)平臺，平臺采用IEC61850一體化設計，各功能模塊之間可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，為視頻監(jiān)視與站內(nèi)重要事件（如安防、巡視、操作）等的聯(lián)動提供可能。

作為配置調(diào)控主站功能的重要內(nèi)容，高級應用功能主要包括：智能告警及故障信息綜合分析決策、順序控制、智能操作票、源端維護、狀態(tài)可視化、經(jīng)濟運行與優(yōu)化控制等。高級應用各功能模塊設計相對獨立，增加或修改某一模塊不影響其他模塊的正常工作。

4 結語

智能變電站調(diào)控一體化實施方案優(yōu)化了變電站調(diào)控數(shù)據(jù)交互功能，解決了大運行模式下海量信息與電網(wǎng)集中監(jiān)控之間的矛盾；通過輸變電在線監(jiān)測數(shù)據(jù)、站內(nèi)視頻監(jiān)控設備與相應主站的協(xié)調(diào)互動，確保了站內(nèi)設備數(shù)據(jù)的全景監(jiān)控和控制過程的可視化；對一體化監(jiān)控系統(tǒng)平臺設備進行優(yōu)化，結合配置模塊化高級應用功能，全面滿足了與調(diào)控中心主站、輸變電在線監(jiān)測系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)的協(xié)同互動要求。

方案在技術上實現(xiàn)了調(diào)控主站、運維主站對變電站設備遠程監(jiān)控、遠程集中維護和管理，提升了對電網(wǎng)、設備運行狀態(tài)分析的整體性和準確性，保證了運維中心更加準確地掌握設備信息，實現(xiàn)了狀態(tài)檢修，滿足了大運行、大檢修體系的無人值守變電站運行、管理要求。

［1］國家電網(wǎng)公司“大運行”體系建設實施方案［Z］.

［2］郭志彬，王媛婷.區(qū)域電網(wǎng)調(diào)控一體系統(tǒng)建設方案分析［J］.電工技術，2012（7）：28－30.

［3］張愛男，蘇振華.變電站告警直傳與遠程圖形瀏覽系統(tǒng)分析［C］//2012電力系統(tǒng)自動化專委會學術交流研討會論文集，2012.