【應(yīng)用案例】變電站無人值守網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

未曉妃

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

0 引言

在過去，變電站受科技的限制，監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)較為落后功能比較單一。當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時其報警信息的傳輸流程較為簡單，超出系統(tǒng)范圍將無法傳輸視頻的信號，難以實現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制。在這種情況下值班人員必*值守避免突發(fā)情況造成企業(yè)損失。傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性都較低，企業(yè)不得不在此基礎(chǔ)上增加值守人員。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)打破了傳統(tǒng)局面限制，電力企業(yè)應(yīng)采用無人值守變電站網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對變電站的實施、遠(yuǎn)程、高*監(jiān)控，及時處理突發(fā)狀況提高生產(chǎn)效率。

1 無人值守變電站的發(fā)展歷史

影響變電站生產(chǎn)、運行效率的原因之一是監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可靠性。在傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)中，變電站難以實現(xiàn)對電網(wǎng)的遠(yuǎn)程控制，同時系統(tǒng)的穩(wěn)定性較低，導(dǎo)致技術(shù)人員不能及時檢測電氣設(shè)備運行狀態(tài)，在故障出現(xiàn)時難以有*排除。由于穩(wěn)定性較差，監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)誤發(fā)信號和通訊中斷等現(xiàn)象。值班人員不能及時獲知電網(wǎng)的狀態(tài)。在變電站電力系統(tǒng)實際運行中，系統(tǒng)出現(xiàn)通訊中斷，現(xiàn)場一旦出現(xiàn)設(shè)備異常或跳閘事故，技術(shù)人員將不能及時獲取事故的報文信息，造成電力系統(tǒng)不能安全穩(wěn)定運行。隨著電力企業(yè)的飛速發(fā)展，社會對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性有了更高的要求。在社會大眾的嚴(yán)格要求下，電網(wǎng)的生產(chǎn)、運行、管理、分配的高*性與穩(wěn)定性都需要無人值守系統(tǒng)實現(xiàn)。該系統(tǒng)利用網(wǎng)絡(luò)在線監(jiān)測對電力設(shè)備的運行狀態(tài)進行監(jiān)視，實施獲取電網(wǎng)的運行參數(shù)并對參數(shù)進行檢測與自診斷，通過通訊網(wǎng)絡(luò)及時將異常信息與數(shù)據(jù)傳輸至電力主管部門系統(tǒng)。無人值守變電站網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)避免了終端設(shè)備出現(xiàn)通訊中斷的現(xiàn)象，當(dāng)發(fā)生跳閘事故，系統(tǒng)將及時把報文信息傳輸于電力主管部門系統(tǒng)，技術(shù)人員能及時對故障進行判斷，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。無人值守變電站網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了設(shè)備間通訊速率之間的匹配，確保網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)儲存器緩存不被逐步占據(jù)，避免進網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)送失敗的風(fēng)險。控制交換機在系統(tǒng)中的升溫范圍，避免過熱保護重啟引發(fā)的網(wǎng)絡(luò)通訊中斷。可以看出無人值守變電站網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)不但能實現(xiàn)對電網(wǎng)的實施遠(yuǎn)程控制，還避免了設(shè)備故障引起的系統(tǒng)穩(wěn)定性降低，因此在變電站的值守中將運用這一系統(tǒng)可提高管理工作的效率，降低電網(wǎng)安全事故帶來的損失。

2 采取無人值守變電站網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的必要性

無人值守變電站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由電力設(shè)備運行監(jiān)控系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)信息傳輸系統(tǒng)、管理中*軟件系統(tǒng)及遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成。通過對路由器、交換機及多個監(jiān)控設(shè)備的連接，將監(jiān)控圖像由交換機和路由器上傳至遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。為了保證遠(yuǎn)程監(jiān)控的有*性，監(jiān)控系統(tǒng)可支持手機端登錄，以保證監(jiān)控工作能打破地點限制。通過SNMP協(xié)議對網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理終端進行管理，電力設(shè)備通訊異常、過熱及中斷工作依靠系統(tǒng)監(jiān)控數(shù)據(jù)的自診斷實現(xiàn)。異常數(shù)據(jù)將直接傳輸至電力主管部門系統(tǒng)或手機端。

3 無人值守變電站網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成

3.1電力設(shè)備運行監(jiān)控系統(tǒng)

變電站電網(wǎng)的穩(wěn)定性是電力系統(tǒng)管理中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，技術(shù)人員必*對運輸、配送環(huán)節(jié)進行有*監(jiān)控。電網(wǎng)中涉及多種變壓設(shè)備、電力設(shè)備，設(shè)備的運行出現(xiàn)故障電網(wǎng)運行將被中斷。電力設(shè)備運行監(jiān)控系統(tǒng)對變壓器、線路等電力設(shè)備進行監(jiān)控。其功能在于：（1）在線監(jiān)測電力設(shè)備，系統(tǒng)在實際運行中及時采集設(shè)備運行參數(shù)，并對參數(shù)進行針管與判定，及時響應(yīng)異常數(shù)據(jù)；（2）對設(shè)備現(xiàn)場環(huán)境進行監(jiān)測，通過監(jiān)測數(shù)據(jù)安裝人員可在當(dāng)下環(huán)境中確定相關(guān)設(shè)施的安裝，例如在變電站主控室和高低壓室中應(yīng)安裝數(shù)字化攝像機。

3.2信息傳輸系統(tǒng)

信息傳輸是無人值守監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵所在，技術(shù)人員只有通過信息傳輸才能及時獲知信息檢測工作。信息傳輸系統(tǒng)對設(shè)備傳出的信息的指令進行控制并傳達(dá)，收集到的數(shù)據(jù)信息將被輸出至集控端，集控端負(fù)責(zé)對接收數(shù)據(jù)的分析，分析完畢后集控端將發(fā)出調(diào)控指令，設(shè)備響應(yīng)指令并執(zhí)行。信息傳輸系統(tǒng)由無線的網(wǎng)絡(luò)、寬帶的網(wǎng)絡(luò)、個人用戶組成。這一系統(tǒng)讓變電站實現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制、遠(yuǎn)距離接受和遠(yuǎn)動通信數(shù)據(jù)的開入量等功能。

3.3管理中*軟件系統(tǒng)

隨著社會的進步，我國的社會生產(chǎn)力逐漸上升，而這離不開電力的支持。為了維持社會生產(chǎn)和居民生活，變電站在運行中電網(wǎng)將形成大量的數(shù)據(jù)，管理中*需要實時處理這些數(shù)據(jù)信息。為此變電站需要龐大管理中*軟件系統(tǒng)支持電網(wǎng)的運作，且該系統(tǒng)不但要滿足當(dāng)下的電網(wǎng)要求，隨著社會的不斷發(fā)展，系統(tǒng)還需對今后更為龐大、復(fù)雜的電網(wǎng)數(shù)據(jù)進行計算、處理，這一工作具有一定的難度。在無人值守變電站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，管理中*軟件系統(tǒng)的使用較為廣泛。管理中*軟件系統(tǒng)在變電站中起到大腦的作用，它能通過信息傳輸系統(tǒng)實時獲取電網(wǎng)中所有電力設(shè)施的運行數(shù)據(jù)，并及時進行分析。管理中*軟件系統(tǒng)的強大之處在于其運算、分析工作的高*性與性，通過對數(shù)據(jù)的快速計算處理進行運行信息的準(zhǔn)確判斷，確保所下達(dá)指令的正確。管理中*軟件系統(tǒng)為變電站的運行保駕護航，實現(xiàn)實時監(jiān)測、處理、傳送的功能，提高了變電站管理的效率，實現(xiàn)變電站的智能化。

3.4遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了工作人員對變電站的遠(yuǎn)距離監(jiān)控，借助遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)變電站可進一步減少值班人員，在降低人力成本的同時，提高了監(jiān)控效率，可以說遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是無人值守變電站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的直接表現(xiàn)。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)需要將監(jiān)控、防盜、遠(yuǎn)距離控制、自動報警和消防等系統(tǒng)結(jié)合在一起，從而將監(jiān)控的圖像遠(yuǎn)距離傳輸至終端。為了進一步提高變電站的安全性能，在做到監(jiān)控的同時還需進一步加強報警、消防。當(dāng)突發(fā)狀況發(fā)生時，若工作人員未能及時發(fā)現(xiàn)監(jiān)控信息時，系統(tǒng)的自動報警消防功能將采取緊急措施，降低變電站損失。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)通過功能可劃分為前端的信號采集處理子系統(tǒng)、信號傳輸子系統(tǒng)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控子系統(tǒng)。前端信號采集處理子系統(tǒng)由報警信息采集裝置、音頻信息采集裝置等構(gòu)成。將這些裝置的設(shè)置于變電站內(nèi)部，可實現(xiàn)對變電站監(jiān)控信息的實時的檢測及報警等等。這些子系統(tǒng)的功能在于實時采集電氣量，電氣量是指在電力系統(tǒng)中的各種參數(shù)，比如電壓值，電流值、頻率、阻抗等等。對運行設(shè)備的電氣量進行監(jiān)測，當(dāng)有異常數(shù)據(jù)時可對電網(wǎng)系統(tǒng)進行遙控，即閉鎖功能。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可支持PC端和手機端，PC端的監(jiān)控通過監(jiān)控中*PC機與線路配置連接實現(xiàn)，手機通過底層接口獲取網(wǎng)絡(luò)通訊，借助業(yè)務(wù)邏輯層登錄APP處理信息。

4.安科瑞AcrelCloud-1000變電所運維云平臺

1概述

基于互聯(lián)網(wǎng)＋、大數(shù)據(jù)、移動通訊等技術(shù)開發(fā)的云端管理平臺，滿足用戶或運維公司監(jiān)測眾多變電所回路運行狀態(tài)和參數(shù)、室內(nèi)環(huán)境溫濕度、電纜及母線運行溫度、現(xiàn)場設(shè)備或環(huán)境場景等需求，實現(xiàn)數(shù)據(jù)一個*心，集中存儲、統(tǒng)一管理，方便使用，支持具有權(quán)限的用戶通過電腦、手機、PAD等各類終端鏈接訪問、接收警報，并完成有關(guān)設(shè)備日常和定期巡檢和派單等管理工作。

2應(yīng)用場所

適用于電信、金融、交通、能源、醫(yī)療衛(wèi)生、文體、教育科研、農(nóng)林水利、商業(yè)服務(wù)、公用事業(yè)等行業(yè)變配電運行維護系統(tǒng)的新建、擴建和改建。

3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

5 系統(tǒng)功能

用能月報

用能月報支持用戶按總用電量、變電站名稱、變電站編號等查詢所管理站所的用電量，查詢跨度可設(shè)置為月。

站點監(jiān)測

站點監(jiān)測包括概況、運行狀態(tài)、當(dāng)日事件記錄、當(dāng)日逐時用電曲線、用電概況。

變壓器狀態(tài)

變壓器狀態(tài)支持用戶查詢所有或某個站所的變壓器功率、負(fù)荷率、等運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，支持按負(fù)荷率、功率等升、降序排名。

運維

運維展示當(dāng)前用戶管理的有關(guān)變電所在地圖上位置及總量信息。

配電圖

配電圖展示被選中的變電所的配電信息，配電圖顯示各回路的開關(guān)狀態(tài)、電流等運行狀態(tài)及信息，支持電壓、電流、功率等詳細(xì)運行參數(shù)查詢。

監(jiān)控

監(jiān)控展示了當(dāng)前實時畫面（直播），選中某一個變配電站，即可查看該變配電站內(nèi)信息。

電力運行報表

電力運行報表顯示選定站所選定設(shè)備各回路采集間隔運行參數(shù)和電能抄表的實時值及平均值行統(tǒng)計。

警報信息

對平臺所有警報信息進行分析。

任務(wù)管理

任務(wù)管理頁面可以發(fā)布巡檢或消缺任務(wù)，查看巡檢或消缺任務(wù)的狀態(tài)和完成情況，可以點擊查看任務(wù)查看具體的巡檢信息。

用戶報告

用戶報告頁面主要用于對選定的變配電站自動匯總一個月的運行數(shù)據(jù)，對變壓器負(fù)荷、配電回路用電量、功率因數(shù)、警報事件等進行統(tǒng)計分析，并列出在該周期內(nèi)巡檢時發(fā)現(xiàn)的各類缺陷及處理情況。

APP監(jiān)測

電力運維手機支持“監(jiān)控系統(tǒng)”、“設(shè)備檔案”、“待辦事項”、“巡檢記錄”、“缺陷記錄”、“文檔管理”和“用戶報告”七大模塊，支持一次圖、需量、用電量、、曲線、溫濕度、同比、環(huán)比、電能質(zhì)量、各種事件警報查詢，設(shè)備檔案查詢、待辦事件處理、巡檢記錄查詢、用戶報告、文檔管理等。