變電站智能管控一體化平臺建設(shè)與應(yīng)用

趙智敏

（神華準(zhǔn)格爾能源有限責(zé)任公司供電公司，內(nèi)蒙古鄂爾多斯 010300）

1 一體化管控智能變電站的特點

智能變電站中的SCD 文件管控是非常重要的。在變電站中，每天都有很多數(shù)據(jù)，而SCD 文件是智能變電站唯一的數(shù)據(jù)來源。因此，要推進(jìn)變電站的智能控制，實現(xiàn)智能化，就需要重視SCD 文件，保證數(shù)據(jù)的有效性和及時性。并且有關(guān)數(shù)據(jù)修改的內(nèi)容，也會影響到相關(guān)技術(shù)的變革。也就是說，一旦SCD文件出現(xiàn)問題，就會影響到整個智能變電站的運行。這也說明了變電站對于SCD 文件的依賴性。除了數(shù)據(jù)方面的內(nèi)容，變電站在配置文件上也經(jīng)常會出現(xiàn)一些問題。這主要是因為智能變電站主要采用個人存儲以及分散管理的方式去處理配置文件。而這也非常容易導(dǎo)致SCD 文件版本出現(xiàn)不一致的情況，最終影響智能變電站的運行。

為了解決這些問題，很多工作人員都會使用一些智能變電站的保護(hù)裝置。然而，這些保護(hù)裝置的差異非常大。很多生產(chǎn)保護(hù)裝置的廠家都沒有統(tǒng)一規(guī)格，這使得保護(hù)裝置形態(tài)各異，甚至很多都無法與智能變電站百分百匹配。而變電站在使用保護(hù)裝置時，也難以很精確地了解到保護(hù)裝置里面的真實信息。對于變電站而言，為了保證使用的安全性，就需要盡可能地了解每個裝置的情況。而保護(hù)裝置因為信息不明的原因，使得變電站不得不限制自身與保護(hù)裝置之間的通信，這就使得變電站的相關(guān)配置文件也不得不設(shè)置出各種各樣的安全分區(qū)，以保證通信安全，維護(hù)變電站的運行。與此同時，很多數(shù)據(jù)也被互相隔離起來了，甚至很多變電站的系統(tǒng)也不得不成為獨立的孤島，非常不利于整個變電站的高效運行。

2 變電站智能管控一體化平臺建設(shè)與應(yīng)用

2.1 系統(tǒng)建設(shè)

客觀世界的物體總是以三維立體的方式呈現(xiàn)出來。其中包含了客觀物體的外形、紋理、尺寸等，這些信息的來源都是非常關(guān)鍵的。根據(jù)傳統(tǒng)建筑物模型的技術(shù)來看，只要知道物體的空間信息，就能實現(xiàn)物體的建模。具體而言，可以通過全站儀測點、測距儀鋼卷尺測邊、照相機拍照貼圖等技術(shù)手段去全面獲取合適的空間信息。然而，由于技術(shù)水平的有限，很多物體的數(shù)據(jù)不是很全面。這使得工作人員很難得到符合實際比例的建筑物三維模型。

因此，須選擇合適的方法去建設(shè)模型，這樣才能實現(xiàn)系統(tǒng)的建設(shè)，保證智能管控的水平。具體而言，可以使用激光雷達(dá)彩色去掃描整個變電站，從而獲得有關(guān)變電站的相關(guān)信息，之后，就可以結(jié)合三維實景建模技術(shù)，去有效建設(shè)出符合實際的三維模型。在建設(shè)模型的過程中，還可以結(jié)合電力物聯(lián)網(wǎng)的大數(shù)據(jù)保證數(shù)據(jù)的有效性和及時性。通過使用先進(jìn)的技術(shù)，結(jié)合變電站的實際情況，可以更好地測量出變電站的全站空間，甚至可以一次性獲得接線圖實景對位設(shè)備三維實體，并且實現(xiàn)人員定位、設(shè)備異常告警三維動圖等多種功能。

2.2 深化初步設(shè)計

智能變電站的建設(shè)理念是設(shè)計引領(lǐng)制造，說明設(shè)計對于整個智能變電站建設(shè)的重要性。為了保證設(shè)計的效果，就需要嚴(yán)格按照設(shè)計方案的原則，有效滿足功能需求進(jìn)行設(shè)計。同時，也要有效避免一些設(shè)計的通病，防止安全事故的發(fā)生。更關(guān)鍵的，一定要重視管控電流、電壓互感器級次等細(xì)節(jié)的部分，并且結(jié)合實際需求合理計算出容量配置，交直流電源蓄電池容量的情況，以便真正引出信號。

而在對智能變電站進(jìn)行保護(hù)設(shè)計時，還需要結(jié)合實際情況，嚴(yán)格遵循“直接采樣、直接跳閘”的設(shè)計原則。同時，為了實現(xiàn)保護(hù)的效果，避免大面積損壞等問題的出現(xiàn)，還需要遵循“獨立分散”“就地化布置”的設(shè)計原則。具體而言，除了變電站母線保護(hù)之外，其余不同間隔設(shè)備的保護(hù)功能不會集成化，這樣才能更好地實現(xiàn)保護(hù)功能。而在保護(hù)雙重化裝置時，其中的任意一套保護(hù)裝置也不應(yīng)該跨接雙重化配置的兩個網(wǎng)絡(luò)。

在接入不同電壓等級過程層時，變壓器保護(hù)也必須要使用相互獨立的數(shù)據(jù)接口控制器。而在繼電保護(hù)裝置使用雙重化配置時，與繼電器保護(hù)裝置相對應(yīng)的過程層網(wǎng)絡(luò)也要使用雙重化配置。也就是說，第一套保護(hù)要接入一個網(wǎng)絡(luò)，而第二套保護(hù)則要接入另一個網(wǎng)絡(luò)。而110 kV 過程層網(wǎng)絡(luò)也要使用雙網(wǎng)配置。

在設(shè)計完以上內(nèi)容之后，就可以將設(shè)計中相關(guān)的材料清單列出來，并且讓設(shè)計院提供物料標(biāo)準(zhǔn)。如果有一些非國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)物料，則單獨列出來進(jìn)行說明。同時，在列清單時，每筆物資的說明都要精細(xì)化到物資類別和技術(shù)參數(shù)，這樣才能保證設(shè)計質(zhì)量，為今后建設(shè)智能變電網(wǎng)提供數(shù)據(jù)支持。具體而言，首先要組織內(nèi)部的相關(guān)工作人員進(jìn)行初步審查，并且將審查的結(jié)果上報給規(guī)劃總院，由規(guī)劃總院進(jìn)行繼續(xù)審查。同時，也要將審查的報告提交給中電聯(lián)等部門。一旦審查通過，設(shè)計沒有任何問題之后，就可以根據(jù)設(shè)計內(nèi)容展開建設(shè)。一般而言，變電站竣工投運后，是需要生產(chǎn)運維的部門負(fù)責(zé)整個變電站設(shè)備的安全運營，同時也要有調(diào)度部門一起進(jìn)行技術(shù)管控，以確保變電站運行的安全。而整個設(shè)計的初步方案也要由生產(chǎn)、調(diào)度等多部門進(jìn)行聯(lián)合審查。通過不同部門的意見和建議，也能有效改進(jìn)設(shè)計方案，保證設(shè)計的可行性、安全性，避免一些設(shè)計質(zhì)量通病。而關(guān)于變電站交直流供電方式、設(shè)備狀態(tài)信息以及相關(guān)數(shù)據(jù)信息的采集等設(shè)計內(nèi)容，則需要結(jié)合變電站的實際需求和生產(chǎn)運維部門的建議進(jìn)行改進(jìn)。比如，如果是開關(guān)氣室SF6低氣壓告警，則需要設(shè)計出能夠獨立發(fā)信的裝置設(shè)備，如果是開關(guān)儲能電機出現(xiàn)故障，也需要設(shè)計出合適的裝置以便單獨發(fā)信。為了保證變電站的質(zhì)量，也要及時確定好設(shè)計內(nèi)容，否則會影響制造的過程。除此之外，有關(guān)保護(hù)裝置功能的實現(xiàn)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集方式等規(guī)約文本，也要經(jīng)由相關(guān)專業(yè)進(jìn)行核準(zhǔn)，以保證變電站的建設(shè)質(zhì)量。而與智能變電站相關(guān)的電能表的通信規(guī)約、關(guān)口計量點電表等內(nèi)容，則需要計量管理部門進(jìn)行核準(zhǔn)。

2.3 系統(tǒng)監(jiān)控功能設(shè)計

在整個智能變電站的設(shè)計過程中，監(jiān)控的設(shè)計是非常重要的。變電站的范圍本身就很廣，不僅涉及面積大，技術(shù)也會復(fù)雜，運行的設(shè)備裝置也非常多，且互相之間緊密聯(lián)系，不能出錯。因此，管理好智能變電站就顯得格外重要。為了保證管理的質(zhì)量，就需要及時了解到變電站的情況，以便針對智能變電站的情況合理進(jìn)行管控處理。監(jiān)控裝置是能夠代替人工進(jìn)行監(jiān)督管理的裝置。甚至一些監(jiān)控裝置也具備遠(yuǎn)程控制的功能，能夠代替人工遠(yuǎn)程工作，控制現(xiàn)場的一些裝置。因此，通過在變電站中設(shè)置監(jiān)控，能夠有效保證整個變電站的遠(yuǎn)程控制，真正了解到變電站的實際情況。這非常有利于工作人員針對變電站的情況采取措施，以有效判斷出檢測信息。

比如，結(jié)合變電站的情況，工作人員可以選擇出“三層兩網(wǎng)”式結(jié)構(gòu)的變電站監(jiān)控系統(tǒng)。該監(jiān)控系統(tǒng)主要包括了3個區(qū)域。①傳感區(qū)域。也就是利用一些傳感器，比如光敏傳感器，溫度傳感器等，有效采集到有關(guān)變電站的相關(guān)信息，從而監(jiān)控到變電站的情況。為了保證信息能夠傳輸?shù)焦ぷ魅藛T的手機端、電腦端等端口，整個區(qū)域還需要具備信息傳輸?shù)墓δ?，以便能夠傳輸信息。除此之外，為了滿足用戶的需求，整個區(qū)域也要能夠?qū)崿F(xiàn)IED 在線檢測建模功能。②服務(wù)器區(qū)域，由多個綜合服務(wù)器組合而成。通過利用綜合服務(wù)器作為整個變電站監(jiān)控系統(tǒng)的中轉(zhuǎn)站，能夠真正將第一區(qū)域，也就是傳感區(qū)域的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)發(fā)并且傳遞給第三個區(qū)域。③第三區(qū)域的CAG 與調(diào)度中心之間的關(guān)系非常密切。通過調(diào)度中心，能夠有效獲取到相關(guān)指令，并且結(jié)合指令去完成相關(guān)的操作。這樣就能實現(xiàn)對于變電站的遠(yuǎn)程監(jiān)控，保證監(jiān)控的質(zhì)量。更關(guān)鍵的是，為了保證監(jiān)控系統(tǒng)的安全性，避免一些病毒對于監(jiān)控系統(tǒng)的侵入，還會在第一區(qū)域與第二區(qū)域之間設(shè)置一些結(jié)合變電站實際情況的防火墻系統(tǒng)。防火墻能夠有效抵擋網(wǎng)絡(luò)病毒的侵襲，保證監(jiān)控系統(tǒng)第一區(qū)域和第二區(qū)域的數(shù)據(jù)安全和運行安全，以真正提高系統(tǒng)的防護(hù)能力。與此同時，還會在第二區(qū)域和第三區(qū)域之間設(shè)計一些合適的正反向隔離裝置。通過正反向隔離裝置，能夠有效識別并屏蔽這兩個區(qū)域的一些非法請求。這能有效保證整個監(jiān)控系統(tǒng)的有效運行，提高監(jiān)控系統(tǒng)的防御能力。

2.4 配置資料管控終端的推廣應(yīng)用

為了保證智能變電站的質(zhì)量，還需要結(jié)合實際情況有效調(diào)試整個系統(tǒng)設(shè)置。通過調(diào)試，能夠發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的一些問題，并且及時進(jìn)行解決，以避免更多的問題出現(xiàn)。因此，施工調(diào)試階段是建設(shè)變電站的重要過程，而這一過程也需要不斷修正，這樣才能保證調(diào)試的效果。

為了加強調(diào)試階段的質(zhì)量，就需要結(jié)合實際情況，嚴(yán)格管理好整個施工階段的相關(guān)資料。這樣才能為整個施工過程提供良好的數(shù)據(jù)支持。而在后期的調(diào)試管理中，也要積極結(jié)合數(shù)據(jù)去驗證和修正調(diào)試過程。更關(guān)鍵的，一旦調(diào)試中發(fā)現(xiàn)變電站出現(xiàn)什么問題，也需要這些數(shù)據(jù)信息去建設(shè)變電站。

具體而言，為了保證調(diào)試的效果，可以選擇使用一種智能變電站站端的SCD 配置資料管控的中斷。這能提高施工資料的管理質(zhì)量，有效提高調(diào)試的效果。同時，工作人員也要結(jié)合實際情況，適當(dāng)增加整個校核的功能。這樣就能夠保證變電站運行過程中站內(nèi)二次設(shè)備配置文件與相應(yīng)文件的一致性。不僅能夠提高對于資料管理的效率，也能保證變電站的管理水平，維護(hù)好智能變電站后期實時運維的效果。

3 智能變電站數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用

3.1 二次設(shè)備配置信息一致性校核

SCD 管控系統(tǒng)在線信息展示功能能夠?qū)崟r監(jiān)控配置信息與配置文件是否一致。具體而言，通過調(diào)用站內(nèi)可視化維護(hù)子站系統(tǒng)，可以對下招錄二次設(shè)備CRC 校驗碼，從而判斷出校驗結(jié)果。如果發(fā)現(xiàn)結(jié)果不一致，則說明需要處理整個裝置配置的問題。通過運維人員將校驗結(jié)果告訴二次設(shè)備廠家，讓廠家及時處理相關(guān)問題，才能真正保證變電站的運行性能。

3.2 管控主、子系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交互應(yīng)用

智能變電站的管理工作是非常重要的。為了保證管理質(zhì)量，就需要結(jié)合不同智能部門的管理職責(zé)，有效實現(xiàn)整個管理部門的管理。具體而言，如果是一些110 kV 的智能變電站，就可以讓地市來管理，如果是220 kV 的智能變電站，則需要省級部門的調(diào)度控制中心來進(jìn)行管理。這樣通過劃分職責(zé)，能夠提高管理的質(zhì)量，保證變電站的安全運行。同時，為了安全，還可以在省調(diào)度控制中心與各個市級供電公司之間設(shè)置一些通信管理。通過通信協(xié)議的限制，以保證通信的安全。因此，各個省調(diào)度控制中心一定要積極管理好自己的管控工作，并且合理與其他供電公司保持聯(lián)系，以便部署好整個變電站的配置資料管理系統(tǒng)。具體而言，省調(diào)度中心一定要重視各個供電中心的職責(zé)作用，監(jiān)督好各個子單位的變電站系統(tǒng)情況。通過定期查看和調(diào)閱供電子公司的監(jiān)控系統(tǒng)等相關(guān)的數(shù)據(jù)資料，了解各個子公司的業(yè)務(wù)情況，省調(diào)度控制中心可以很清楚地掌握整個監(jiān)控系統(tǒng)的情況。同時，為了保證變電站的功能，還需要結(jié)合實際情況，積極與各個地級市之間的管控子系統(tǒng)保持良好的數(shù)據(jù)交互。通過數(shù)據(jù)交互，不僅省調(diào)度中心能夠有效保證對于自地級市變電所的管理，各個公司也能夠更好地運行變電所。

4 結(jié)束語

智能變電站一體化平臺是智能電網(wǎng)的核心組成，影響著整個系統(tǒng)。因此，一定要重視智能變電站的建設(shè)，有效推動整個智能變電站的發(fā)展。通過設(shè)計智能變電站一體化平臺的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)對智能變電站的分級管控。同時，還要積極建設(shè)好整個智能變電站的監(jiān)控功能，設(shè)計好變電站的雙級管控平臺，這樣才能更好地實現(xiàn)變電站的功能。除此之外，為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r性和安全性，也要設(shè)計出有效的信息傳遞通道，保證數(shù)據(jù)的溝通。只有真正從多面去設(shè)計出管控平臺，建設(shè)符合實際需求的智能變電站，才能保證平臺的工作效率，提高變電站的整體性能。加快我國智能電網(wǎng)建設(shè)的同時，也對我國的變電站發(fā)展有著重要的指導(dǎo)意義。