变电设备状态监测管理中心平台系统技术设计完整

变电设备状态监测管理中心平台系统技术设计

（论文用）

一、系统概述

变电设备状态统监测管理中心平台系统，通过收集电网运行参数、在线设备监测数据、巡视、例行及诊断试验、运行工况、视频监控等全景化的信息，对设备的健康状况进行综合评价和分析，并根据评价结果进行状态诊断、风险评估，最终提出检修策略、制定设备维护、检修计划，为动态调整设备的运行方式必要性分析和状态检修工作提供技术支撑。

变电设备状态统监测管理中心平台系统的建设和应用，其基本作用是对各变电站设备相关在线监测信息的收集、汇总、处理分析，同时与生产管理信息系统、SCADA、故障信息等系统结合获取相关设备台帐信息、预试信息、运行信息、故障和缺陷等信息，在系统中进行基于多类别主题和时间、温度、负荷等多维度综合分析，并将分析结果进行综合展现。通过该系统的建设，将形成变电设备一体化的、网络化的、智能化的综合状态监测、诊断和和服务管理系统，辅助运行管理人员及时调整设备运行工况，同时，实现对变电站运行环境及现场检修活动的监控，实现预防性维护,为提高设备的营运率和电网的安全性提供了强大的技术支撑。

变电设备状态统监测管理中心平台系统以实时数据库、数据仓库和商业智能平台工具为关键技术手段，为各类实时信息、生产管理信息提供集中统一的集成与共享平台，建立变电设备状态统一集中监测系统，将实时信息与基于人工的业务信息进行有效采集、转换、整合、加载、展示，更好地为生产作业指挥、应急处置、保电管理、状态检修等各个业务领域提供更为全面和及时的信息服务。

二、系统总体设计

嘉兴电力局变电设备状态统监测管理中心平台系统技术结构设计，兼顾各专业系统的现状，确保各系统相对独立，采用适度先进可靠的标准模型（协议）实现数据交换。

(一)系统互联结构

在系统结构设计中，分为变电站层和地市级两层，考虑到不同应用系统在电力信息网中处于不同的安全区域，不同的应用系统保持独立，但需要对数据交换接口作标准化开发。

1、变电站层

（1）调度SCADA系统和继电保护信息系统按其规定方式采集和传输数据。

（2）设备在线状态监测装置，主要通过IEC61850通信协议，与状态接入控制器CAC产生数据交互，CAC集中全站的设备状态监测数据，以电网公司规定的基于Webservice I2通信协议，向省级状态接入网关机CAG送数据。在嘉兴局方案中，CAC同时以I2协议，向状态监测管理系统CACMS送数据。

（3）智能变电站辅助监控系统。该系统在变电站端实现视频图像监控、变电站环境综合监控、消防安全监控以及现场作业移动视频监控功能。其中图像数据存入站端视频服务器，控制信号和监控信号接入站端辅助系统主机，图像和监测信号通过规定的SIP协议，送往辅助系统地市级主站。

2、地市层

（1）SCADA系统。采用南瑞OPEN3000系统，该系统定义了电网运行的功率、电压、电流、开关量等电网运行实时数据以及电网拓扑关系，已经采用了IEC61968/61970定义的CIM模型，导入地区级PI实时数据库，数据通过安全隔离装置接入。

（2）继电保护综合信息管理系统。系统定义了变电站继电保护及安全自动装置运行状态监视、运行参数、压板状态等。系统正常运行时，根据厂站主接线图或装置列表，定制画面中显示装置的运行状态，装置自检、时采样值、开入量状态、运行定值等；电网故障后，统收集故障点位置、障类型、跳闸开关等故障信息，显示保护动作信息、相关保护的动作行为分析报告，显示故障时刻系统采样数据、故障录波数据等。信息数据采用IEC61968/61970定义的CIM模型，导入地区级PI实时数据库，数据通过安全隔离装置接入。

（3）PMIS生产管理系统。定义了设备资产信息、运行、检修试验等台账信息，以及工作计划管理、缺陷管理、运行检修管理、两票管理、专业技术管理、配电管理等功能。

（4）CBM状态检修辅助决策系统。以国网公司状态评价导则和规程为基础，采用神经网络、动态规划、遗传算法等智能领域的相关知识和技术手段，以先进的检测、诊断手段为基础，以现场大量的运行、检修、试验、试验、不良工况等现场数据为参考，结合有关标准、规程、导则和输变电设备设备信息，实现对输变电设备状态评价、风险评估、检修决策、绩效评估、状态预警、故障诊断等全范围、全寿命周期的评价与分析，系统产生反映设备健康状态的状态量数据，以供监测预警和状态评价使用。

（5）CACMS 状态监测管理系统。系统管理对象为变电站在线监测传感器、状态接入控制器CAC及数据通道，定义了对前端传感器运行状态、状态数据可行性、CAC装置的运行状态和功能模块运行、网络通道稳定性的管理。系统具备对状态量进行运算判断功能。

（6）智能变电站辅助管理系统。实现变电站全天候智能视频监控，以满足电力系统安全生产所需的监视设备关键部位的要求。系统定义站内设备监视对象、机房的电源设备、空调设备和系统内分布的各安防设备、动力设备及机房环境进行遥信、遥测、遥控，实时监视系统设备的运行状态，并提供现场移动视频接入。

(二)系统功能结构

根据目前应用系统建设、使用的现状，系统功能结构设计为四层，如下图：

1、数据层

运行在集群的数据库服务器上，以实时数据为核心，包括实时数据库、空间数据库、属性数据库、媒体数据库，周期性存储平台计算所需的数据。其中：实时数据库主要存储设备运行和状态计算的数据。

空间数据库作为GIS数据的缓存，提高图形相应速度。

属性数据库，系统静态和动态配置用。

媒体数据库作为视频流等数据缓存和关键分析数据存储。

2、应用组件层

数据处理的功能部件，以组件方式部署。

3、接口层

运行在接口网关服务器上，定义标准数据交换模型基础上，处理周边系统的数据交换功能。

4、应用层。

基于WEB方式的功能表现以及人机交互，运行在WEB服务器上。

（三）系统数据交换

根据系统功能结构，通过接口，定义系统之间数据交换。数据交换包括系统与CACMS、PMS、GIS、CBM、辅助系统、SCADA、继电保护信息系统数据交换等。数据交换的数据属性在系统详细设计中定义，系统之间接口通信协议应保持一致和透明，数据交换通过数据总线实现。数据交换基本信息结构如下图：

数据交换设计在一体化企业级信息集成平台的统一框架下，通过建立数据服务总线，定义服务之间良好的接口和通信协议标准实现，把系统内的软件和资源联系起来，保证公司关键的业务流程可以正常运行，提供跨组织、跨平台的人员