【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(shí)其報(bào)警信息的傳輸流程較為簡(jiǎn)單，超出系統(tǒng)范圍將無法傳輸視頻的信號(hào)，難以實(shí)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(jì)算機(jī)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(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的實(shí)施、遠(yuǎn)程、高*監(jiān)控，及時(shí)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(yùn)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(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的遠(yuǎn)程控制，同時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)定性較低，導(dǎo)致技術(shù)人員不能及時(shí)檢測(cè)電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，在故障出現(xiàn)時(shí)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(hào)和通訊中斷等現(xiàn)象。值班人員不能及時(shí)獲知電網(wǎng)的狀態(tài)。在變電站電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中，系統(tǒng)出現(xiàn)通訊中斷，現(xiàn)場(chǎng)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(shí)獲取事故的報(bào)文信息，造成電力系統(tǒng)不能安全穩(wěn)定運(yùn)行。隨著電力企業(yè)的飛速發(fā)展，社會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性有了更高的要求。在社會(huì)大眾的嚴(yán)格要求下，電網(wǎng)的生產(chǎn)、運(yùn)行、管理、分配的高*性與穩(wěn)定性都需要無人值守系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)利用網(wǎng)絡(luò)在線監(jiān)測(cè)對(duì)電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，實(shí)施獲取電網(wǎng)的運(yùn)行參數(shù)并對(duì)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)與自診斷，通過通訊網(wǎng)絡(luò)及時(shí)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(shí)把報(bào)文信息傳輸于電力主管部門系統(tǒng)，技術(shù)人員能及時(shí)對(duì)故障進(jìn)行判斷，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。無人值守變電站網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)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(chǔ)存器緩存不被逐步占據(jù)，避免進(jìn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)送失敗的風(fēng)險(xiǎn)。控制交換機(jī)在系統(tǒng)中的升溫范圍，避免過熱保護(hù)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(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的實(shí)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(yùn)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(yùn)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(duì)路由器、交換機(jī)及多個(gè)監(jiān)控設(shè)備的連接，將監(jiān)控圖像由交換機(jī)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(jī)端登錄，以保證監(jiān)控工作能打破地點(diǎn)限制。通過SNMP協(xié)議對(duì)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理終端進(jìn)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?cái)?shù)據(jù)的自診斷實(shí)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(jī)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(yùn)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(duì)運(yùn)輸、配送環(huán)節(jié)進(jìn)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(yùn)行出現(xiàn)故障電網(wǎng)運(yùn)行將被中斷。電力設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)變壓器、線路等電力設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。其功能在于：（1）在線監(jiān)測(cè)電力設(shè)備，系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中及時(shí)采集設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，并對(duì)參數(shù)進(jìn)行針管與判定，及時(shí)響應(yīng)異常數(shù)據(jù)；（2）對(duì)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過監(jiān)測(cè)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(jī)。

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(shí)獲知信息檢測(cè)工作。信息傳輸系統(tǒng)對(duì)設(shè)備傳出的信息的指令進(jìn)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(duì)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(gè)人用戶組成。這一系統(tǒng)讓變電站實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制、遠(yuǎn)距離接受和遠(yuǎn)動(dòng)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(huì)的進(jìn)步，我國的社會(huì)生產(chǎn)力逐漸上升，而這離不開電力的支持。為了維持社會(huì)生產(chǎn)和居民生活，變電站在運(yùn)行中電網(wǎng)將形成大量的數(shù)據(jù)，管理中*需要實(shí)時(shí)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(yùn)作，且該系統(tǒng)不但要滿足當(dāng)下的電網(wǎng)要求，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，系統(tǒng)還需對(duì)今后更為龐大、復(fù)雜的電網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)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(shí)時(shí)獲取電網(wǎng)中所有電力設(shè)施的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并及時(shí)進(jìn)行分析。管理中*軟件系統(tǒng)的強(qiáng)大之處在于其運(yùn)算、分析工作的高*性與性，通過對(duì)數(shù)據(jù)的快速計(jì)算處理進(jìn)行運(yùn)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(yùn)行保駕護(hù)航，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、處理、傳送的功能，提高了變電站管理的效率，實(shí)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(shí)現(xiàn)了工作人員對(duì)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(jìn)一步減少值班人員，在降低人力成本的同時(shí)，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(dòng)報(bào)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(jìn)一步提高變電站的安全性能，在做到監(jiān)控的同時(shí)還需進(jìn)一步加強(qiáng)報(bào)警、消防。當(dāng)突發(fā)狀況發(fā)生時(shí)，若工作人員未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)監(jiān)控信息時(shí)，系統(tǒng)的自動(dòng)報(bào)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(hào)采集處理子系統(tǒng)、信號(hào)傳輸子系統(tǒng)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控子系統(tǒng)。前端信號(hào)采集處理子系統(tǒng)由報(bào)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(shí)現(xiàn)對(duì)變電站監(jiān)控信息的實(shí)時(shí)的檢測(cè)及報(bào)警等等。這些子系統(tǒng)的功能在于實(shí)時(shí)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(duì)運(yùn)行設(shè)備的電氣量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)有異常數(shù)據(jù)時(shí)可對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)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(jī)端，PC端的監(jiān)控通過監(jiān)控中*PC機(jī)與線路配置連接實(shí)現(xiàn)，手機(jī)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(yùn)維云平臺(tái)

1概述

基于互聯(lián)網(wǎng)＋、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)通訊等技術(shù)開發(fā)的云端管理平臺(tái)，滿足用戶或運(yùn)維公司監(jiān)測(cè)眾多變電所回路運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)、室內(nèi)環(huán)境溫濕度、電纜及母線運(yùn)行溫度、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或環(huán)境場(chǎng)景等需求，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)一個(gè)*心，集中存儲(chǔ)、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(jī)、PAD等各類終端鏈接訪問、接收警報(bào)，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(chǎng)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(yùn)行維護(hù)系統(tǒng)的新建、擴(kuò)建和改建。

3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

5 系統(tǒng)功能

用能月報(bào)

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

站點(diǎn)監(jiān)測(cè)

站點(diǎn)監(jiān)測(cè)包括概況、運(yùn)行狀態(tài)、當(dāng)日事件記錄、當(dāng)日逐時(shí)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(gè)站所的變壓器功率、負(fù)荷率、等運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，支持按負(fù)荷率、功率等升、降序排名。

運(yùn)維

運(yùn)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(yùn)行狀態(tài)及信息，支持電壓、電流、功率等詳細(xì)運(yùn)行參數(shù)查詢。

監(jiān)控

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

電力運(yùn)行報(bào)表

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

警報(bào)信息

對(duì)平臺(tái)所有警報(bào)信息進(jìn)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(diǎn)擊查看任務(wù)查看具體的巡檢信息。

用戶報(bào)告

用戶報(bào)告頁面主要用于對(duì)選定的變配電站自動(dòng)匯總一個(gè)月的運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)變壓器負(fù)荷、配電回路用電量、功率因數(shù)、警報(bào)事件等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并列出在該周期內(nèi)巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)的各類缺陷及處理情況。

APP監(jiān)測(cè)

電力運(yùn)維手機(jī)支持“監(jiān)控系統(tǒng)”、“設(shè)備檔案”、“待辦事項(xiàng)”、“巡檢記錄”、“缺陷記錄”、“文檔管理”和“用戶報(bào)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(bào)查詢，設(shè)備檔案查詢、待辦事件處理、巡檢記錄查詢、用戶報(bào)告、文檔管理等。