基于分布式的變電系統(tǒng)集中監(jiān)控分析

梁偉

唐山智達自動化工程技術有限公司 064002

前言

近些年來，隨著我國電力系統(tǒng)管理體制的不斷改革，變電系統(tǒng)的自動化技術也在不斷地進步，電力系統(tǒng)發(fā)展進入全新的時期。變電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的一個重要組成部分，其作用是變換電壓、匯集和分配電能。變電系統(tǒng)能否正常運行關系到整個電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定，因此對變電系統(tǒng)進行監(jiān)控有十分重要的意義。

變電系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)是利用最新的通信技術、數(shù)據(jù)庫技術、電壓無功自動監(jiān)控技術，采用抗干擾能力強的通訊設備及智能電力儀表，經(jīng)電力監(jiān)控管理軟件組態(tài)，實現(xiàn)對變電系統(tǒng)的監(jiān)控和管理。變電監(jiān)控系統(tǒng)不僅可以對變電站進行無人操作，節(jié)省人力，還可以對電力進行負荷分析，以實現(xiàn)對電力的合理調度，提高供電質量。

變電系統(tǒng)分布在不同的地方，對分布在不同地方的變電系統(tǒng)進行集中監(jiān)控，不僅可以有效地減少值班人員，達到減人增效的目的，還可以有效提高變電站的工作效率，從而提高電力企業(yè)的濟效益。

1 分布式變電系統(tǒng)的基本結構

分布式變電系統(tǒng)是變電系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，分布式變電站簡化了硬件配置和聯(lián)線、減少電纜和控制室面積、便于就地安裝及維修，正在被廣大電力工作者認同。分布式變電站系統(tǒng)采用數(shù)字智能電子設備和計算機主機取代功能結構單一的繼電器、信號燈、儀表、控制屏、自動裝置，各個分布的變電站通過網(wǎng)絡連接起來，并由網(wǎng)絡傳輸信息。分布式變電站系統(tǒng)將分散的變電站通過計算機網(wǎng)絡連接起來，分散的變電站將采集到的信息通過網(wǎng)絡傳輸至集中監(jiān)控中心，監(jiān)控中心分析數(shù)據(jù)，然后對各變電站進行控制和調度。在遵循數(shù)據(jù)信息共享、減少硬件重復配置的原則下，做到繼電保護相對獨立和一定的冗余，以提高變電站運行中的安全可靠性。

1.1 系統(tǒng)設計原則

分布式變電系統(tǒng)在功能設計上首先應考慮下面幾個功能的要求：遠動功能、測量表計功能、自動控制功能、與繼電保護相配套、繼電保護功能、系統(tǒng)功能、接口功能。

另外還要考慮以下設計原則：（1）分布式系統(tǒng)是電網(wǎng)調度自動化的一個子系統(tǒng)，應符合電網(wǎng)調度自動化的總體設計。（2）系統(tǒng)的構造按超高壓樞紐變電站設計，簡化的結構模式應能適用于壓變電站及低壓配電站的系統(tǒng)構造要求和工程結構需求。（3）系統(tǒng)本著提高電網(wǎng)安全、經(jīng)濟運行水平，滿足變電站自動化及無人值班的工程需求的指導思想進行設計。（4）系統(tǒng)采用分層分布式系統(tǒng)結構，系統(tǒng)設計應體現(xiàn)面向對象，功能有機集成，系統(tǒng)各部分有機協(xié)調的要求。

1.2 系統(tǒng)結構設計

分布式系統(tǒng)的主站設計是變電系統(tǒng)自動化的關鍵設計之一，目前分布式系統(tǒng)的主站設計大致可以分為基于網(wǎng)絡的系統(tǒng)和基于前置機的系統(tǒng)兩大類。

基于網(wǎng)絡的系統(tǒng)對網(wǎng)絡要求比較高。需要網(wǎng)絡具有較好的開放性和實時性，而且必須是無主節(jié)點網(wǎng)絡，即網(wǎng)絡中的任意兩個節(jié)點之間可以傳遞數(shù)據(jù)。在基于網(wǎng)絡的系統(tǒng)中各個變電站的信息在網(wǎng)絡上是共享的，通過不同的轉換器與當?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)及遠方調度系統(tǒng)聯(lián)系。

基于前置機的系統(tǒng)中，前置機是整個系統(tǒng)的核心部分，前置機收集網(wǎng)上各間隔單元上傳的各種信息并傳送給本地監(jiān)控系統(tǒng)及遠方調度系統(tǒng)，同時前置機還接受當?shù)刂髡炯罢{度器的各類指令并傳遞給各子單元。在一些重要的變電站中，前置機通常采用雙機熱備用的方式。

2 變電系統(tǒng)的集中監(jiān)控

隨著電網(wǎng)建設的快速發(fā)展，處于分布的變電站將全部信息匯總到監(jiān)控中心，由監(jiān)控中心負責變電站的運行監(jiān)控。

2.1 集中監(jiān)控運行的模式

現(xiàn)階段，變電系統(tǒng)集中監(jiān)控運行模式有以下幾種情況。(1)監(jiān)控和操作一體化。該模式中集控中心值班員不僅要負責日常監(jiān)盤、巡視、操作、事故處理和調壓，還要肩負變電站其他工作，如環(huán)境衛(wèi)生、小型維護、兼職司機等。(2)監(jiān)控和操作分設化。設立統(tǒng)一的集中監(jiān)控中心，監(jiān)控中心負責對分布在不同地方的變電站的實時監(jiān)控，并有操作和聯(lián)系功能，運行操作分區(qū)域配置，就近負責本變電站的操作、事故處理、工作許可及驗收、巡視。(3)監(jiān)控管理區(qū)域化。該模式中監(jiān)控和調度設立在一起，電氣設備的調度人員負責變電運行的集中監(jiān)控工作，或者是監(jiān)控人員在變電運行監(jiān)控的范圍內(nèi)負責電氣設備的調度，使調度和監(jiān)控一體化。

2.2 集中監(jiān)控中運行問題分析

分布式的變電系統(tǒng)進行集中監(jiān)控需要考慮的問題有：（1）集中監(jiān)控模式的接入與調試。變電系統(tǒng)集中監(jiān)控模式的建設是需要一個過程的，所以在進行集中監(jiān)控模式的建設前，應該先制定科學的建設目標，具體實施中應該先組建集中監(jiān)控中心，無人值班變電站直接接入監(jiān)控中心，新建變電站應根據(jù)技術改造進展情況，以分步實施的方式將其它分散變電站接入。（2）調度模式的轉化。傳統(tǒng)模式調度命令由調度值班人員下達，在變電站采用集中監(jiān)控模式后，調度模式也發(fā)生變化。操作指令由調度人員把預令下達到集中監(jiān)控中心，集中監(jiān)控中心把預令下達到電氣設備，電氣設備操作人員做準備工作，然后操作人員與調度人員聯(lián)系，并得到運行指令。（3）專業(yè)化管理模式的加強。對分布式分布的變電站采用集中監(jiān)控模式，大大減少了工作人員，但是需要專業(yè)的管理人員對監(jiān)控系統(tǒng)進行管理。將任務分工明確，選擇專業(yè)人員進行管理不僅可以使變電站內(nèi)的繁瑣事務得到統(tǒng)一管理，還可以使監(jiān)控人員更加專注于處理變電運行和電力設備的工作。（4）監(jiān)控中心信號分類。在對變電站運行的監(jiān)控過程中，監(jiān)控信號的規(guī)范性是最復雜的問題，由于在集中監(jiān)控模式下，監(jiān)控中心需要監(jiān)控的變電站數(shù)量多，信息量也就很大，很多信息如果不及時看就會被新的信息沖入歷史數(shù)據(jù)庫，可以將信息進行規(guī)范與分層分類整理，如信號可以分為告知信號、異常信號和事故信號等。

3 結論

本文對分布式供電系統(tǒng)的設計原則進行了分析并且提出了兩種分布式供電系統(tǒng)的結構設計，將集中監(jiān)控應用到分布式的變電系統(tǒng)中，不僅可以有效減少工作人員，達到減人增效的效果，而且可以使變電站內(nèi)的工作和任務進行統(tǒng)一的分化、統(tǒng)一的管理，從而可以有效提高變電站內(nèi)的工作效率，促進電力企業(yè)的發(fā)展和經(jīng)濟效益的提高。文章還對變電系統(tǒng)集中監(jiān)控中的監(jiān)控和操作分化設計模式在分布式變電站中的具體實施過程中應該注意的問題進行了分析，對監(jiān)控信號的規(guī)范與變電站接入的方案進行了簡要介紹，具有一定的參考價值。

[1]魯寧,邱仕義.分布式變電站綜合自動化系統(tǒng)設計[J].電工技術,2009（6）.

[2]李幼平.新形勢下探討變電運行集中監(jiān)控模式[J].中國科技博覽,2010（33）.