面向智能電網(wǎng)的變電站狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)改造分析

【摘要】我國“十二五”規(guī)劃的發(fā)布，使得全國大范圍的變電站狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)進行改造，以求使用智能化電網(wǎng)的需求。本文中主要介紹了智能化監(jiān)測系統(tǒng)的一些特點，同時針對具體改造的方法，以某一個500kV的傳統(tǒng)變電站為例，具體展開論述。

【關鍵詞】智能電網(wǎng)；變電站；監(jiān)測系統(tǒng)

一、智能化監(jiān)測系統(tǒng)的概述

（一）智能化運行特點

1.開放性

在智能化監(jiān)測系統(tǒng)的設計當中，能夠包含不同廠商所提供變電器的各種參數(shù)，包括技術指標、設備的數(shù)量、系統(tǒng)延伸的需要等等，才選擇技術的時候，要能夠盡量選擇適用范圍比較廣的技術類型，保證該系統(tǒng)能夠運用到不同結構、軟硬件當中，保證系統(tǒng)的開放性特征。

2.科技性

在日常運轉當中，會結合當前互聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展的情況，運用先進的網(wǎng)絡技術對系統(tǒng)當中的軟件平臺、硬件平臺進行升級，同時也能夠采用先進的信息管理技術來做好日常的系統(tǒng)維護工作，結合未來產(chǎn)品市場的需求，采用先進的產(chǎn)品技術，這一系列的流程中都涵蓋了科技性的特征。

3.性能高

智能化監(jiān)測系統(tǒng)的設計是為了對數(shù)據(jù)進行日常的存儲、加工與處理，在系統(tǒng)工作中所用到的網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)的水平、服務器的處理水平等都需要較高的標準，結構設計要科學合理，確保在用戶訪問量比較多的時候，仍然可以穩(wěn)定地運行。

智能化監(jiān)測系統(tǒng)的改造需要在滿足以上三點要求的基礎上，盡可能地少花費用，節(jié)約更多的成本。

（二）分層結構

在傳統(tǒng)的監(jiān)測系統(tǒng)當中，采用通信協(xié)議的種類多樣，不同廠家之間的通信缺乏統(tǒng)一的方式，同時技術也沒有統(tǒng)一的標準，造成不同廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品不能互相通用，一個監(jiān)測類型只能夠針對某一個特定的監(jiān)測系統(tǒng)，導致一臺設備當中有很多套的前置系統(tǒng)，其控制起來比較復雜，不能夠統(tǒng)一的管理，無法滿足智能電網(wǎng)的發(fā)展需求。

通過改造，能夠使該系統(tǒng)只需要被一臺主設備來監(jiān)測，信息建模呈現(xiàn)標準化的發(fā)展趨勢，全站的通信協(xié)議采用統(tǒng)一的標準，即DL/T860。改造過后的監(jiān)測系統(tǒng)當中，主要由站控層、間隔層以及過程層這三個層次組成。系統(tǒng)可以根據(jù)需求，來進行智能化的診斷，對下層采取統(tǒng)一的通信模式。

在站控層的前端設置CAC，用來監(jiān)控變電站，能夠實時監(jiān)測到系統(tǒng)的運行，同時搜集變電設備在運行過程中形成的數(shù)據(jù)。間隔層作為一個綜合監(jiān)測的部分，能夠監(jiān)測到被監(jiān)測設備當中的數(shù)據(jù)，對其進行加工和匯總，同時進行傳遞。過程層監(jiān)測的是各種項目，其主要針對的是包括設備自動采集信息功能、測量數(shù)據(jù)功能等各種技術型的功能。

采取改造之后的結構，能夠增強層與層之間的獨立性，減少新技術的運用對層與層之間的影響；同時也能夠使得對不同層次的管理更加的標準化，能夠加強裝置之間的互換性能；使得技術人員根據(jù)自己專業(yè)需要，關注某一個具體的層次；同時也有利于用戶降低維護設備的花費。

二、監(jiān)測系統(tǒng)具體改造分析

在本章節(jié)當中，主要以某一個500kV的傳統(tǒng)變電站舉例，在該設備當中，監(jiān)測的對象主要是電容器、變壓器、斷路器以及避雷器，所采用的通信協(xié)議是CAN。

（一）過程層

對過程層裝置的改造，可以采用能夠支持DL/T860通信的設備，其安裝的位置應該放在被監(jiān)測的高壓設備周圍，能夠對狀態(tài)的參數(shù)進行實時地搜集，同時又能夠為站控層提供一個數(shù)字化的接口。

（二）通信系統(tǒng)

對通信系統(tǒng)進行升級化的處理，采用DL/T860的通信標準，能夠滿足信息之間的分層，針對具體對象進行建模、信息的自我描述等等，這些都同智能化變電站的發(fā)展需求相適應，保證了其開放性的特點，可以算作是截止目前為止，技術最完備的通信標準，有利于智能變電站的日后發(fā)展，使得該變電站系統(tǒng)的內(nèi)部、內(nèi)外、外部都能夠達到信息的時時互動，有利于對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的分析。具體的改造方案如下：

1.間隔層中主通信網(wǎng)絡的改造 下改造過后的網(wǎng)絡模式方案當中，需要配置一個綜合監(jiān)測單元和1個控制柜。每個斷路器配置一個綜合監(jiān)測單元和1個控制柜。為每臺變壓器配置一個綜合監(jiān)測單元和1個控制柜。設備的監(jiān)測現(xiàn)場與主控室之間的通信采用全光纖的模式，所采用的標準為DL/T860。采用該方案進行改造，會對原本的結構調(diào)整比較大，但是其在邏輯上表現(xiàn)的更為合理，方便了現(xiàn)場的維護和管理工作。使得監(jiān)測的單元能夠按照設備的種類進行分類。

2.CAN局部光纖化的操作 在CAN網(wǎng)絡的前端部分安裝一個光電轉換的設備，能夠將發(fā)出的電信號立即轉換成光信號，傳輸?shù)皆诰€監(jiān)控的控制柜當中，控制柜再通過光電轉換器，將接收到的信息傳遞到綜合監(jiān)控的設備當中。

3.主通信網(wǎng)絡的改造 對主通信網(wǎng)絡同樣要采取光纖化的改造方法，將原本的電纜傳輸轉換成為光纖傳輸，使得傳遞的信息量、距離、抗干擾能力都能夠得到提高，提高了整體的傳輸質(zhì)量。在不同層之間的通信網(wǎng)絡統(tǒng)一都采用上百兆的光纖網(wǎng)絡，將不同層次的監(jiān)測單元能夠連接在一起。

（三）站控層的改造

1.硬件的改造 傳統(tǒng)的監(jiān)測系統(tǒng)隨著運行時間的逐漸增加，工作強度的逐漸加大，機器容易呈現(xiàn)出老化的狀態(tài)，運行的速度和容量都會有所下降，其自身的新能已經(jīng)無法滿足數(shù)據(jù)快速增長和業(yè)務功能擴大對其提出的新要求。因此，需要對硬件設備進行全面的改造升級，將服務其換成一個性能更高的設備，交換機采用光電交換機。

2.軟件的改造 對軟件可以采取智能化改造。對軟件結構的設計需要采取開放性的設計方式，采取組件化的設計方法，所采用的診斷分析的模型必須保證其擴展性，和可以配置的性能，對不同的軟件、監(jiān)測技術能夠有不同的接口。這樣就保證了不同產(chǎn)品的商家之間能夠互相交換彼此的產(chǎn)品，使得系統(tǒng)的通用性能得到增強。同時軟件的智能化升級也能夠滿足監(jiān)測系統(tǒng)的信息處理、分析，提高系統(tǒng)的抗干擾能力等等。

3.診斷方法的改進 目前，在設備診斷的場合中，都采取統(tǒng)一的診斷方法，但是單一的診斷方法已經(jīng)無法滿足如今故障發(fā)生的種類，針對某一個設備的診斷方法更加不同適應技術發(fā)展的需求。每個設備都可能出現(xiàn)故障，而且這些故障的類型各不相同，出現(xiàn)的原理也是不一樣的，因此判斷起來會產(chǎn)生不同的結果。所以，在診斷故障的過程中，需要采用多分析算法來綜合判斷該故障的形成。具體來說，包括如下的兩個方面：第一，不同的算法之間相互獨立，且即針對的目標和運用的知識都是不相同的，通過它們之間的相互配合，共同來診斷某一個故障；第二，多個算法之間的診斷目標相同，但是診斷的知識和推理機制是不一樣的，通過這些算法之間的相互協(xié)調(diào)配合，來提高診斷的準確程度。

參考文獻

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[3]Q/GDW383—2009.智能變電站技術導則[S].2009.

作者簡介

孫晨鳴（1979-），男（漢族），就職于杭州電力設備制造有限公司，研發(fā)主管、工程師職稱，2012年就讀華北電力大學電氣與電子工程專業(yè)，主要從事高電壓技術、智能電網(wǎng)研究。