探究智能變電站的智能監(jiān)測系統(tǒng)

國電南京自動化股份有限公司 211100

【摘 要】目前，我國正在大力發(fā)展智能電網技術，其中智能變電站的建設是智能電網建設不可缺少的重要環(huán)節(jié)。在智能變電站監(jiān)測系統(tǒng)的建設中，在線智能監(jiān)測系統(tǒng)把各種監(jiān)測設備聯(lián)系到一起，對電網的安全建設與正常運行起著重要作用。本文主要通過對變電站的前端信號采集與處理系統(tǒng)，網絡傳輸系統(tǒng)和監(jiān)控中心系統(tǒng)等三部分的介紹，闡明了智能變電站的工作方式是先信號采集與處理再信號傳輸?shù)阶詈蟮谋O(jiān)測與控制。然后分析了其系統(tǒng)的相容性。

【關鍵詞】智能變電站；輸變電設備；智能監(jiān)測系統(tǒng)

0 引言

近年來，隨著自動化技術的發(fā)展，智能監(jiān)控技術正逐步滲透到各個崗位。智能變電站作為電網的重要組成部分，其智能化的建設實現(xiàn)將對建設整個電網智能化起到關鍵作用。而保證智能化變電站智能化目標實現(xiàn)的關鍵因素就是智能監(jiān)控系統(tǒng)。通過智能監(jiān)控系統(tǒng)，可以直觀、及時的了解和掌握各變電站安全情況，并對于發(fā)生的緊急情況作出應急處理方案。因此，通過對智能化變電站智能監(jiān)控系統(tǒng)的探討對整個電網來說具有積極意義。

1 智能變電站智能監(jiān)測系統(tǒng)的定義

所謂智能化變電站，主要是對變電站的智能化一次設備（電子式互感器、智能化開關等）和網絡化二次設備分層（過程層、間隔層、站控層）的構建，實現(xiàn)24小時自動監(jiān)控，減少值班人員的運行監(jiān)盤。而智能監(jiān)測系統(tǒng)則是通過網絡化、信息數(shù)字化、共享標準化等方法，以先進、集成、可靠的智能化設備為主要平臺完成實時監(jiān)測設備狀態(tài)、評估檢修周期、自動控制電網、在線分析決策、智能調節(jié)調度等功能。使得電站運行變得更加安全、穩(wěn)定。最終實現(xiàn)經濟效益最大化的目的。

2 系統(tǒng)總體設計

2.1 智能監(jiān)測系統(tǒng)結構

整個智能變電站在線智能監(jiān)測系統(tǒng)可分成三個部分：前端系統(tǒng)、網絡傳輸系統(tǒng)和監(jiān)控中心系統(tǒng)。前端系統(tǒng)是指智能變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)對監(jiān)控區(qū)域的圖像采集和處理。工作過程是將前端攝像頭采集到的信號經由模擬線纜接入到視頻編碼服務器中，再由視頻編碼服務器對相應的模擬信號進行編碼和壓縮，最后通過網絡傳輸系統(tǒng)將壓縮后的信號傳往監(jiān)控中心。變電站智能在線監(jiān)測系統(tǒng)的系統(tǒng)結構圖如圖所示。

2.2 系統(tǒng)工作原理

智能變電在線智能監(jiān)測系統(tǒng)就是把現(xiàn)場采集到的信號從變電站的現(xiàn)場采集攝像機中提取出來，再經由數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)將其傳輸?shù)奖O(jiān)控中心的服務器上，也就是一個下行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程。首先是把攝像機采集到的信號輸入到各自的視頻編碼服務器中，然后這個服務器會對視頻進行處理，先將這個信號清晰化，然后將其壓縮，再把處理壓縮后的信號發(fā)送到數(shù)據(jù)傳輸網絡中，并通過數(shù)據(jù)傳輸網絡把信號傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。最后在監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)接收端收集來自前端的數(shù)據(jù)信息，由終端監(jiān)控計算機對這些信號進行處理并進行解壓縮，再通過計算機的圖像電視顯示墻以及聲卡進行情景回放。

3 系統(tǒng)分部結構設計

3.1 前端子系統(tǒng)

變電站的監(jiān)控范圍稱作前端現(xiàn)場，它主要由現(xiàn)場信號采集攝像機、云臺和網絡視頻編碼器三個部分組成。主要把現(xiàn)場攝像機采集到的模擬信號發(fā)送到視頻編碼服務器中，在這里視頻信號會被壓縮并編碼成數(shù)字信號流。當變電站智能在線監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)控管理中心需要查看相應的監(jiān)控區(qū)域時，監(jiān)控中心就會通過監(jiān)控主機發(fā)出控制信號調用相應的攝像機，對前段攝像機進行控制。

3.2 網絡傳輸系統(tǒng)

光同步數(shù)字傳輸網絡是把不同類型的網元設備通過光纜路線組成的，這些不同類型的網元設備可以實現(xiàn)光同步數(shù)字傳輸網絡的同步復用、交叉連接和網絡故障自檢、自愈等功能。交叉連接系統(tǒng)以靈活的分插任意支路信號，因此它可以用在光同步數(shù)字傳輸網絡中點對點的傳輸，也可以在環(huán)形網和鏈狀網的傳輸中應用。由于光信號在傳輸過程中會隨傳輸距離的增加而產生衰耗，再生器的功能就是對光信號進行放大、整形處理，主要用于光信號的長距離傳輸中。當 SDH 傳輸網絡在傳輸過程中某一傳輸通道出現(xiàn)故障時，數(shù)字交叉連接系統(tǒng)可以對復接段的通道進行保護，把這一信號接入保護通道中。

3.3 監(jiān)控中心系統(tǒng)

變電站智能在線監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)控中心系統(tǒng)主要是由圖像監(jiān)控服務器，監(jiān)控管理系統(tǒng)和監(jiān)控客戶終端三部分組成的。由監(jiān)控中心負責對遠端和近端的現(xiàn)場監(jiān)測設備進行統(tǒng)一管理，并且在管理中要對應好變電站的主控計算機，以便當相應的解碼設備對相應的圖像信息解碼后，把還原后的信號發(fā)送到主控計算機中。最后在主控計算機上會顯示相應的圖像，并記錄下變電站智能在線監(jiān)測系統(tǒng)的的各設備、儀器儀表的使用情況和對應的狀態(tài)，與此同時在監(jiān)控中心外配置的大屏幕上可以對屏幕進行顯示。變電站智能在線監(jiān)測系統(tǒng)的控制中心可以對監(jiān)控現(xiàn)場攝像機進行隨意切換和控制。

4 系統(tǒng)相容性

智能變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)在智能監(jiān)測的過程中不僅要做好監(jiān)控工作，還要兼顧（下轉第356頁）（上接第324頁）站內各系統(tǒng)相互間的關系，以防對監(jiān)測結果產生影響。繼電保護系統(tǒng)作為電網安全穩(wěn)定工作的最后保護關口，它的安全性和可靠性都是最高的，這些特點也對自身有很高的要求，其中最基本的一點就是要保證系統(tǒng)的獨立性。在變電站智能在線監(jiān)測系統(tǒng)出現(xiàn)前電能量采集系統(tǒng)一般是通過撥號的方法向各監(jiān)測部門發(fā)送相應的電量信息，這種方式比較落后。但是隨著網絡技術飛速發(fā)展和控制中心監(jiān)控系統(tǒng)的改進，電量信息的網絡傳輸也具有了另一種快速、方便的形式，也就是現(xiàn)在的電能量信息采集可以把網卡或網口連接到網絡接入設備上，當數(shù)據(jù)通過電力數(shù)據(jù)網時，會自動實現(xiàn)網絡數(shù)據(jù)的傳輸。

5 結束語

本文提出了智能變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)的設計結構，并將其分成三個主要部分即變電站前端信號采集系統(tǒng)，網絡傳輸系統(tǒng)和監(jiān)控中心系統(tǒng)。在工作中采用了硬件壓縮技術和軟件解壓技術來實現(xiàn)對現(xiàn)場設備的遠程監(jiān)控，進而建立了圖像監(jiān)控工作站。網絡通信部分的傳輸充分利用了網絡的傳輸性能，避免了網絡傳輸過程中的擁塞。監(jiān)控中心系統(tǒng)主要是完成對現(xiàn)場信號的分析和實時監(jiān)控，并及時提出應對策略。最后討論了智能檢測系統(tǒng)與周圍環(huán)境的兼容性。該系統(tǒng)的建立，實現(xiàn)了測量、控制、檢查、保護功能四位一體，具有信息共享暢通、功能融合良好、運行操作可靠等優(yōu)點，切實提高了變電站系統(tǒng)的智能化水平。

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