基于SCADA的變電站間隔分析工具的研究與應(yīng)用

黃春勝　羅志豐　胡海琴

摘 要：針對(duì)智能變電站檢修現(xiàn)狀，結(jié)合先進(jìn)的國(guó)內(nèi)外變電站狀態(tài)檢修的研究熱點(diǎn)，提出以“間隔運(yùn)行狀況評(píng)價(jià)為基礎(chǔ)、優(yōu)化變電站檢修策略為目標(biāo)”，開(kāi)展基于SCADA的變電站間隔分析工具的研究與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)變電站間隔運(yùn)行狀況的量化分析，從一定程度上反映變電站的運(yùn)行狀態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)，為變電站故障預(yù)警、檢修計(jì)劃調(diào)整提供依據(jù)，保障變電站運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。

關(guān)鍵詞：間隔利用率；事件分析；可視化展示

中圖分類號(hào)：TM764 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）03-0166-01

電力工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的第一基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的先行行業(yè)，關(guān)系國(guó)計(jì)民生，具有戰(zhàn)略意義。電力系統(tǒng)設(shè)備一旦出現(xiàn)故障，造成電力供應(yīng)中斷，會(huì)對(duì)各行業(yè)正常生產(chǎn)和人們的日常生活造成極大影響。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對(duì)電力系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性以及經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行的要求也隨之越來(lái)越高。

在電力系統(tǒng)運(yùn)行中變電站是發(fā)展的基礎(chǔ)和保障，變電站運(yùn)行狀態(tài)好壞與否直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。由于變電站是連續(xù)運(yùn)行的，加之運(yùn)行中電力設(shè)備是相互關(guān)聯(lián)的，其安全狀態(tài)是一個(gè)整體，需要從宏觀上對(duì)變電站的運(yùn)行安全狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。

1 建設(shè)目的

變電站作為電網(wǎng)中絕大部分電氣設(shè)備的集合體，站內(nèi)設(shè)備繁多，內(nèi)部連接關(guān)系復(fù)雜，顧全每臺(tái)設(shè)備詳細(xì)運(yùn)行狀況進(jìn)而評(píng)估電網(wǎng)性能，則網(wǎng)絡(luò)分析相當(dāng)復(fù)雜、信息冗余度高，且性能評(píng)估速度難以得到保證。因此，簡(jiǎn)化變電站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以電氣信息量測(cè)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)變電站運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)化評(píng)估更為快速、直觀、可行。

基于SCADA的變電站間隔分析工具的研究與應(yīng)用，從變電站間隔利用率分析、間隔告警事件統(tǒng)計(jì)分析、線路（母線）輕/重載運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)分析等三方面加強(qiáng)變電站運(yùn)行狀態(tài)分析，綜合分析、量化電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)水平，從一定程度上反映變電站的運(yùn)行狀態(tài)及趨勢(shì)，為設(shè)備檢修策略制定提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

2 研究?jī)?nèi)容

根據(jù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（SCADA）和生產(chǎn)管理系統(tǒng)（PMS）提供的變電站設(shè)備運(yùn)行、臺(tái)賬、檢修、缺陷等信息，從運(yùn)行工況和歷史數(shù)據(jù)兩個(gè)方面對(duì)變電站間隔運(yùn)行狀況加以共性分類、統(tǒng)計(jì)分析及變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的量化分析、評(píng)分定級(jí)。

（1）臺(tái)帳映射關(guān)系建立：以變電站CIM模型和變電站一次接線圖為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)SCADA系統(tǒng)內(nèi)告警信息與變電站運(yùn)行設(shè)備臺(tái)帳之間的映射；實(shí)現(xiàn)SCADA系統(tǒng)內(nèi)變電站間隔設(shè)備與PMS系統(tǒng)臺(tái)帳之間的映射關(guān)系；實(shí)現(xiàn)間隔與母線之間的映射關(guān)系。（2）間隔利用率分析：對(duì)歷史時(shí)間段內(nèi)間隔使用率進(jìn)行分析，重點(diǎn)關(guān)注停用問(wèn)題。通過(guò)采集各個(gè)間隔對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)的負(fù)荷，沒(méi)有負(fù)荷為停用，有負(fù)荷為在運(yùn)，判斷間隔運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)?？砂凑兆冸娬?、電壓等級(jí)、間隔類型、時(shí)間段等字段進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并支持圖形化展示。（3）間隔告警事件分析：研究SCADA系統(tǒng)中實(shí)時(shí)告警事件，重點(diǎn)關(guān)注告警事件的頻率及趨勢(shì)。通過(guò)采集SCADA系統(tǒng)內(nèi)的告警信息，與間隔進(jìn)行關(guān)聯(lián)，統(tǒng)計(jì)間隔的告警事件數(shù)量與趨勢(shì)。其中實(shí)時(shí)告警為真實(shí)告警，非實(shí)時(shí)告警為調(diào)試告警（不統(tǒng)計(jì)）；可按照變電站、電壓等級(jí)、間隔類型、時(shí)間段等字段進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并支持圖形化展示。（4）間隔輕/重載運(yùn)行時(shí)間分析：通過(guò)采集10KV出線、母線的負(fù)荷，判斷全年母線和線路輕/重載時(shí)間統(tǒng)計(jì)?？砂凑兆冸娬?、月度/季度/年度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并支持圖形化展示。研究調(diào)度SCADA系統(tǒng)中10KV出線、母線的負(fù)荷情況。重點(diǎn)研究線路（母線）的輕/重過(guò)載情況。

3 技術(shù)路線

基于SCADA的變電站間隔分析工具，有效解決變電站運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估應(yīng)用實(shí)踐中遇到的如下問(wèn)題：

（1）轄區(qū)內(nèi)變電站數(shù)量較多；（2）變電站分屬于不同地方的，空間分布廣；（3）變電站狀態(tài)參數(shù)存在海量信息的處理和數(shù)據(jù)的計(jì)算繁重；（4）評(píng)估信息難以全面掌握，信息發(fā)布不能有效及時(shí)。

基于SCADA的變電站間隔分析工具，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站運(yùn)行工況、歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)等加以共性分類，對(duì)間隔運(yùn)行進(jìn)行評(píng)估分析，并支持圖形化展示及報(bào)表統(tǒng)計(jì)、導(dǎo)出功能。用戶可以查看變電站間隔運(yùn)行評(píng)估的各類詳細(xì)的數(shù)據(jù)，同時(shí)可以查看某類數(shù)據(jù)的歷史變化情況，掌握變電站間隔運(yùn)行狀況的變化規(guī)律；分析結(jié)果的可視化，幫助工作人員直觀的了解變電站運(yùn)行狀態(tài)變化趨勢(shì)，將工作人員從繁瑣的數(shù)據(jù)管理工作中解脫出來(lái)，極大地提高了工作效率。

4 場(chǎng)景展示

（1）間隔利用率可視化展示。如圖1所示。（2）間隔告警事件分析結(jié)果可視化展示。如圖2所示。（3）間隔輕重載運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)結(jié)果可視化展示。如圖3所示。

5 結(jié)語(yǔ)

基于SCADA的變電站間隔分析工具的研究與應(yīng)用，以變電站一次接線圖為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)SCADA系統(tǒng)內(nèi)變電站間隔設(shè)備與PMS系統(tǒng)臺(tái)帳之間的映射關(guān)系，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)變電站間隔運(yùn)行狀況的量化分析，從一定程度上反映變電站的運(yùn)行狀態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)，便于變電站工作人員及遠(yuǎn)方調(diào)度人員實(shí)時(shí)掌握變電站運(yùn)行狀況。

參考文獻(xiàn)

[1]溫秀峰，于浩.如何加強(qiáng)變電站間隔規(guī)劃及使用[J].中國(guó)科技縱橫，2016.

[2]葉巍峰，董平，陳濤.110kV變電站10千伏配電間隔資源利用研究[J].電力設(shè)備，2017.

[3]張勇，陳豪，潘翀，高浪，周翔宇.變電站間隔資源均衡配置優(yōu)化方法研究[J].中國(guó)新通信，2017.