淺談變電站運維平臺技術的應用

王蘭

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：傳統(tǒng)的變電站運行和維護工作涉及變電站運行人員、管理人員、檢修人員，工作過程中涉及使用多個生產(chǎn)系統(tǒng)，包括保信系統(tǒng)、設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)、視*及環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)等。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，可靠性要求不斷提升，人力資源變得越來越緊張。變電站運維自動化技術的應用促*資源的整合配置，提高工作效率，保證電網(wǎng)運行的安全性、可靠性和經(jīng)濟性具有重要意義。

關鍵詞：變電站；運維；綜合自動化

0、引言

隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，國內供電企業(yè)大量采用了變電站綜合自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)遠方集中監(jiān)視、控制等，既提高了勞動生產(chǎn)率，同時降低了人為誤操作的可能性。采用變電站綜合自動化技術是計算機和通信技術應用的方向，同時也是電網(wǎng)滿足社會需求的必然途徑，在應用的過程當中，無法避免地引發(fā)出一些問題。自20世紀90年代以來，變電站綜合自動化系統(tǒng)在我國得以廣泛的應用。目前所使用的自動化運維技術，仍未能充分發(fā)揮所有功能，存在的問題較多，可以改進的地方也有很多，沒有達到無人值班的效果，如變電站綜合自動化系統(tǒng)的技術標準、運行和檢修的管理體制等問題。

1、變電站綜合自動化系統(tǒng)概述

變電站綜合自動化系統(tǒng)指的是通過執(zhí)行相關規(guī)定的功能，實現(xiàn)控制電氣設備的系統(tǒng)性動作。其主要是通過微處理器和計算機管理系統(tǒng)等系統(tǒng)組成，通過自動化控制技術與即時通信技術，實現(xiàn)對變電站運行設備的控制，借此實現(xiàn)提高運行幾率的效果。在此過程中，其還可以實現(xiàn)對變電站運行設備的實際監(jiān)控、測量與控制等效果。在變電站運行的過程中，減少了二次設備的使用，簡化了變電站設備的二次連線，保障變電站的平穩(wěn)運行，減小其實際成本，以此提高變電站的經(jīng)濟效益。目前，變電站綜合自動化系統(tǒng)所采用的的結構形式主要有3種類型：集中式、分散與集中相結合和全分散式。

1. 變電站運維自動化技術的應用

變電站的二次系統(tǒng)的發(fā)展存在重控制，輕運維的情況。在電網(wǎng)控制方面，由于變電站自動化的發(fā)展，提高了操作的便捷性，已經(jīng)基本實現(xiàn)了無人值守，多數(shù)操作已經(jīng)可以通過二次系統(tǒng)（主要通過電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)）進行控制。但在運維管理方面，國內與變電站內設備運維相關的技術發(fā)展較國外緩慢一些。

完成變電站運維的作業(yè)任務，需要關注八大類信息，包括：電網(wǎng)量測數(shù)據(jù)（也叫電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)）、故障和保護動作數(shù)據(jù)（繼電保護數(shù)據(jù)）、運行分析數(shù)據(jù)、設備狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)、電能質量數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)、環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)、作業(yè)管理數(shù)據(jù)。主要包含7個業(yè)務系統(tǒng)：調度SCADA系統(tǒng)、保信系統(tǒng)、安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)、設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、電能質量系統(tǒng)、環(huán)境預警系統(tǒng)、視*監(jiān)測系統(tǒng)。其具體內容分別如下：

調度SCADA系統(tǒng)：內容包括設備模擬量數(shù)據(jù)、設備狀態(tài)量數(shù)據(jù)，用于掌握當前電網(wǎng)運行狀態(tài)也可用于確認設備運行狀態(tài)。

保信系統(tǒng)：內容包括事件順序記錄、保護裝置數(shù)據(jù)、故障錄波數(shù)據(jù)、保護錄波文件，用于掌握故障信息。

安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)：內容包括設備臺賬、設備缺*、工作票操作票、運行交接*、運行日志、運行記錄、設備巡視檢修計劃，用于保存生產(chǎn)信息，進行任務安排。

設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)：內容包括變壓器監(jiān)測、電纜監(jiān)測、局部放電監(jiān)測、斷路器監(jiān)測、絕緣監(jiān)測、避雷器監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、S*6監(jiān)測、變壓器油監(jiān)測等等，用于設備檢修計劃安排的輔助決策。

電能質量系統(tǒng)：內容包括電能質量的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)信息，用于監(jiān)測電能質量信息。

環(huán)境預警系統(tǒng)：內容包括站內溫濕度、風速、水浸、S*6氣體濃度等自然環(huán)境狀況、照明設備、暖通設備的工作狀態(tài)。

視*監(jiān)測系統(tǒng)：內容包括從視*主站系統(tǒng)采集的變電站的實時監(jiān)控畫面，通過指*區(qū)域的監(jiān)控設備監(jiān)測運行狀況，并在巡維中*可以控制該視*裝置。

1. 變電站運維自動化現(xiàn)狀

隨著自動化運維的覆蓋面不斷增加和擴展，電氣二次設備日益增多，相互之間的聯(lián)系日益復雜，為電力二次系統(tǒng)運維帶來諸多挑戰(zhàn)，結合當前變電站自動化系統(tǒng)的運維*式，發(fā)現(xiàn)當前運維*式存在著一些問題：

從資源層面上，電力二次系統(tǒng)技術涵蓋電氣、自動化、計算機控制、通信等等多學科知識，軟硬件實現(xiàn)方式眾多，數(shù)據(jù)分散、異構、格式不一，要實現(xiàn)完整全*的運維數(shù)據(jù)的分析，需要運維人員不僅具有較高的專*技術水平，還需要具備相當廣泛的專*面。因此，運維事件處理過程中，往往難以快速地提取全局的、有*的信息，從而導致難以及時識別系統(tǒng)事件，定位故障原因。

從運行信息層面上，由于電力調度的實時性要求，二次系統(tǒng)運維人員需要時刻關注大量而且繁雜的數(shù)據(jù)，諸如二次系統(tǒng)業(yè)務運行狀態(tài)、二次設備運行狀況、網(wǎng)絡互連情況、系統(tǒng)信息安全、機房環(huán)境參數(shù)等；而同時關注這些運行數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)，運維人員往往會被淹沒在海量的告警信息之中。

從業(yè)務層面上，當采用多種監(jiān)控系統(tǒng)時，各個監(jiān)控系統(tǒng)的業(yè)務對象不同，部署及管理相互獨*，導致系統(tǒng)安全的相關信息不集中互不相通，安全策略難以保持一致，不僅無法直接解決前面所述的各種問題，還會造成復雜數(shù)據(jù)干擾的情況，影響運維工作的實際效率。

從規(guī)則層面上，缺少知識庫和規(guī)則引擎等專家系統(tǒng)技術、人工智能技術的支撐，從海量原始數(shù)據(jù)提取關鍵信息進行分析的工作還是由運維人員人工完成，專*管理人員在業(yè)務決策時得不到有*支持；而由于日常運維經(jīng)驗與知識不能以有*的方式積累，重復出現(xiàn)的事件和故障，一方面造成熟悉相關問題的人員不斷重復處理，另一方面無法通過預判分析避免相同問題的重復出現(xiàn)。

運行維護人員的操作水平關系到整個綜合自動化系統(tǒng)的順利運行[3]。在積*改*管理體制和學*電網(wǎng)企業(yè)相關標準的同時，還要培養(yǎng)出一批高素質的專*人才。現(xiàn)階段絕大部分設備依靠廠家進行維護，缺乏可以及時發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的專*隊伍，發(fā)現(xiàn)設備缺*到處理完成需要歷經(jīng)幾個階段，問題得不到及時的解決。

4、安科瑞AcrelCloud-1000變電所運維云平臺

4.1概述

基于互聯(lián)網(wǎng)＋、大數(shù)據(jù)、移動通訊等技術開發(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)、室內環(huán)境溫濕度、電纜及母線運行溫度、現(xiàn)場設備或環(huán)境視屏場景等需求，實現(xiàn)數(shù)據(jù)一個中星，集中存儲、統(tǒng)一管理，方便使用，支持具有權限的用戶通過電腦、手機、PAD等各類終端鏈接訪問、接收警報，并完成有關設備日常和定期巡檢和派單等管理工作。

4.2應用場所

適用于電信、金融、交通、能源、醫(yī)用衛(wèi)生、文體、教育科研、農林水利、商業(yè)服務、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。

4.3系統(tǒng)結構

系統(tǒng)可分為四層：即感知層、傳輸層、應用層和展示層。

感知層：包含變電所安裝的多功能儀表、溫濕度監(jiān)測裝置、攝影頭、開關量采集裝置等。除攝影頭外，其它設備通過RS485總線接入現(xiàn)場智能網(wǎng)關RS485端口。

傳輸層：包含現(xiàn)場智能網(wǎng)關和交換機等設備。智能網(wǎng)關主動采集現(xiàn)場設備層設備的數(shù)據(jù)，并可進行規(guī)約轉換，數(shù)據(jù)存儲，并通過交換機把數(shù)據(jù)上傳至指*的服務器端口，網(wǎng)絡故障時數(shù)據(jù)可存儲在本地，待網(wǎng)絡恢復時從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務器端數(shù)據(jù)不丟失。

應用層：包含應用服務器和數(shù)據(jù)庫服務器，若變電所數(shù)量小于30個則應用服務器和數(shù)據(jù)庫服務器可以合一配置。服務器需要具備固定IP地址，以接收各智能網(wǎng)關主動傳送過來的數(shù)據(jù)。

展示層：用戶通過手機、平板、電腦等多終端的方式訪問平臺信息。

4.4系統(tǒng)功能

4.4.1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，查詢跨度可設置為月。

4.4.2站點監(jiān)測

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

4.4.3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、負荷率、等運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，支持按負荷率、功率等升、降序排名。

4.4.4運維

運維展示當前用戶管理的有關變電所在地圖上位置及總量信息。

4.4.5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、功率等詳細運行參數(shù)查詢。

4.4.6視屏監(jiān)控

視屏監(jiān)控展示了當前實時畫面（視屏直播），選中某一個變配電站，即可查看該變配電站內視屏信息。

4.4.7電力運行報表

電力運行報表顯示選定站所選定設備各回路指*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。

4.4.8警報信息

對平臺所有警報信息進行分析。

4.4.9任務管理

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

4.4.10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，并列出在該周期內巡檢時發(fā)現(xiàn)的各類缺失及處理情況。

4.4.11APP監(jiān)測

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

4.5系統(tǒng)硬件配置

5、結語

未來，隨著通訊和網(wǎng)絡技術的逐步完善，變電站運維自動化技術在提高變電站工作效率方面將有更加顯著的效果。利用技術手段，改*變電站運維工作的效率和質量，改變變電站運維的工作現(xiàn)狀，已然成為發(fā)展的必然趨勢。總之，變電站運維自動化技術可以提高變電站工作的效率，保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。

參考文獻

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[5]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用設計,2022.05版。