智能变电站自动化在线监测系统的设计 程明利

智能变电站自动化在线监测系统的设计程明利
发表时间：2017-11-07T11:24:07.640Z 来源：《电力设备》2017年第18期作者：程明利
[导读] 摘要：智能电网是现阶段电网发展的主要方向，它结合现代化设备实现变电站信息的数字化、通信平台网络化以及信息共享标准化。

智能变电站自动化在线监测系统实现对智能电网的全方位实时监控。

该系统可以自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和检测等基本功能，同时，具备支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策和协同互动等高级功能，提高智能变电站的运行稳定性和安全性。

本文对智能变电站自动化在线监测系统的结构设计
（国网南阳供电公司宛北运维班河南南阳 473000）
摘要：智能电网是现阶段电网发展的主要方向，它结合现代化设备实现变电站信息的数字化、通信平台网络化以及信息共享标准化。

智能变电站自动化在线监测系统实现对智能电网的全方位实时监控。

该系统可以自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和检测等基本功能，同时，具备支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策和协同互动等高级功能，提高智能变电站的运行稳定性和安全性。

本文对智能变电站自动化在线监测系统的结构设计和实际功能进行详细分析。

关键词:变电站：智能电网：在线监测：设计
1 在线监测系统架构设计
智能变电站在线监测系统主要针对变电站内的变压器、断路器、电容型设备以及气体绝缘金属封闭开关进行在线监测。

检测系统采用分布式结构进行设计，主要分为过程层、间隔层以及站控层三个部分。

1.1间隔层
间隔层主要按照智能变电站中设备的类别，设置相对应的监测单元，并通过协议转换功能，对过程层收集到的各种监测信息，按照IEC61850标准协议进行统一建模，实现对站控层的信息互联、数据加工、监测预警以及阈值比较等功能，如果监测装置和站控层采用统一的通信标准，则无需设置综合监测单元，可直接与终端监测单元进行通信连接。

1.2过程层
过程层主要对智能变电站中变压器、断路器等一次设备进行在线监测，然后，采用IEC61850标准协议或者Modbus等协议与间隔层进行信息互联。

过程层对智能变电站中各个电气设备的状态信息进行收集和整理，并将这些信息转化成数字信号，对于不符合IEC61850标准协议的在线检测单元，则需要进行相应的数据转换，然后才能接入间隔层的综合监测单元。

1.3站控层
监测系统的站控层是整个系统的核心部分，主要提供信息化一体平台，给在线监测装置和各个综合监测单元提供通信，从而实现对监测单元的数据采集和通信控制。

此外，终端监测单元对在线采集的数据信息，按照Q/GDW534标准进行分析整理并进行储存，轻松实现了对整个智能变电站状态的实时监测、数据分析以及故障诊断，然后通过CAC与上层进行数据通信。

2 在线监测系统功能单元模块设计
智能变电站自动化在线监测系统以Windows系统为操作平台，采用SQLServer2012数据库，开发环境为JAVA+TOMCAT，以B/S架构进行设计开发，服务器采用IBMX3650M5，其性能指标满足100user/s并发登陆。

其主要功能有对站内变压器以及断路器等重要设备进行信息采集、监测、数据共享以及故障诊断等，利用现代化的通信系统，为智能变电站设备运行提供更加安全可靠的信息。

2.1终端检测单元
终端检测单元在智能变电站内，负责自动化在线监测系统的运行控制和数据采集，同时，完成对上层终端的数据信息传输。

其功能具体包括:注册和管理智能变电站自动化在线监测系统和综合监测单元，对相应的参数进行有效配置：使用定时轮询的方式，对变电站内用电设备的运行状态信息，进行实时采集和监测：按照在线监测数据接入规范，建立标准化的数据库，并且将收集到的各种监测信息进行合理转换，并存储到数据库中，实现对智能变电站设备运行状态监测数据的集中管理和图形化展示：该系统拥有CAC功能，可以实现信息互联与共享，同时提供与站内信息一体化平台相交互的各种接口，可以实现对智能变电站内变压器以及断路器等设备运行状态监测数据的综合分析、故障诊断以及预警等功能。

2.2综合监测单元
综合检测单元是在线监测装置和终端监测单元的数据交换的节点，可以汇集在线监测装置收集到的各种数据信息，并且根据
IEC61850标准协议生成终端监测单元可以直接使用数据信息，然后，通过抽象通信服务接口提供模型访问、数据获取以及设置服务，完成数据下载和共享。

综合监测单元支持监测数据的周期性上传，对于故障预警数据，使用缓存方式进行存储，而对于设备测量类数据，则采用非缓存方式进行存储。

该功能主要通过抽象通信服务接口提供数据服务，通过设置报告控制模块的参数，控制智能变电站自动化在线监测系统的数据传输功能。

此外，综合监测单元还可以下发控制、参数设置、数据汇总等操作命令，这些功能同样可以通过抽象通信服务接口提供控制、定值等功能来实现。

3 智能变电站在线监测系统的发展方向及建议
智能变电站在线监测技术还处在发展阶段，还有一些不足之处。

对此，提出以下建议：
1）将在线监测技术广泛应用到电网设备中，提高对智能变电站中设备监测的有效性和准确性。

只有提高智能变电站设备的实用性，才能使其得到良好的发展。

2）将智能变电站在线监测技术与传统的监测技术进行融合，实现功能一体化，包括测量、计算、控制、检修、保护五大功能。

将智能变电站的信息充分共享，设备之间可以建立良好的通信机制，使得设备运行更加可靠。

3）进一步开发在线监测系统的综合分析功能，实现状态评价分析、设备寿命预估、故障及时诊断等高级应用功能。

若要使变电站的智能化水平进行显著提高，则要对智能变电站在线监测系统的智能评估系统进行完善，提高评估系统的准确性，减少专业技术人员的工作量。

4）智能化变电站在线监测系统对采集到的数据进行充分利用，包括监测断路器所需的断路器电流、监测容性设备所需的系统电压等。

而监控主机可以根据存储在数据库中的相关内容进行数据统计，如报表统计等。

可以对相关功能进行内容的丰富化，如系统所出的报
表可以包含开关开合、保护动作的信息，还可包含更高级的设备状态信息等。

这将有力地提高智能变电站自动化水平，节约智能变电站维护成本，提高电力系统综合效益。

4 结语
综上所述，本文设计的智能变电站自动化在线监控系统，基于IEC61850标准协议，采用先进的通信和自动化技术，以及分层分布式设计结构，实现了对智能变电站各个设备的实时监控，对设备在运行过程中可能出现的故障进行预警，具有较强的适用性和安全性。

伴随着我国智能电网建设的快速发展，智能变电站自动化在线监测系统的应用越来越普遍，其发挥的作用也越来越重要。

参考文献
[1]王旭辉.智能变电站建设迈向标准化[N].中国能源报，2011.
[2]刘巍，赵勇.智能变电站继电保护装置一键式测试方法及系统[J].电力自动化设备，2013.
[3]刘焕志.变电站自动化仿真测试系统的设计和实现[J].电力系统自动化，2012.
[4]殷国华.建设智能变电站在线监测系统的新路线[C].2011.。