無人值守變電站輔助平臺功能研究

柯鵬　鞏峰

摘 要：無人值守變電站是智能電網中研究的重要內容。為了確保無人值守變電站運行維護具有較高的安全可靠性和節(jié)能經濟性，將變電站中相應的輔助控制系統(tǒng)進行功能的集成統(tǒng)一，實現(xiàn)統(tǒng)一調度管理尤為重要。本文筆者在對無人值守變電站輔助監(jiān)控平臺的建設目標進行闡述后，對平臺總體方案進行了探討，并對圖像監(jiān)視與火災消防系統(tǒng)的集成與聯(lián)動、門禁系統(tǒng)與火災消防報警系統(tǒng)的聯(lián)動、動力與環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的功能整合和聯(lián)動、照明控制系統(tǒng)的聯(lián)動等平臺功能實現(xiàn)進行了研究，以達到無人值守變電站輔助功能系統(tǒng)的集成統(tǒng)一管理。

關鍵詞：智能變電站 輔助系統(tǒng) 集成統(tǒng)一 功能整合

中圖分類號： TM769 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（c）-0009-01

無人值守的變電站集控中心中，除了需要站內的影像資料外，還需要掌握站內人員出入、電氣設備運行環(huán)境、安全警衛(wèi)、溫濕度等相關信息，同時需要相應的智能專家分析軟件輔助運行管理人員進行智能分析決策。為了進一步提高無人值守變電站綜合自動化運行管理水平，滿足智能變電站遠程監(jiān)控的無人值守需求，需要配置一整套輔助監(jiān)控管理平臺，該監(jiān)控子系統(tǒng)獨立于變電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)，專門對變電站調控運行的輔助功能設備系統(tǒng)的運行工況進行在線監(jiān)測[1]。

1 無人值守變電站輔助監(jiān)控平臺建設目標

變電站智能生產輔助控制系統(tǒng)，是在區(qū)域智能大電網規(guī)劃的指導下建設的，應從實際功能需求出發(fā)，結合工程特性分步實施、逐步完善輔助監(jiān)控系統(tǒng)功能。

（1）系統(tǒng)需要具備安全可靠、實時動態(tài)、集成統(tǒng)一等功能特性，以滿足無人值守變電站運行管理、任務決策、指揮決策等功能需求，有效推進無人值守變電站調度運行和集成管理工作的監(jiān)控管理效率，降低工作人員的工作強度。（2）需建立一個集成統(tǒng)一的管理平臺，將無人值守變電站實時圖像、環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測、設備遠程遙控、煙火信號監(jiān)測、給排水通風系統(tǒng)運行功能等輔助系統(tǒng)的功能進行集成整合，實現(xiàn)統(tǒng)一管理和聯(lián)動處理，有效提高無人值守變電站調度運行管理的應急處理和反應能力。（3）建立3D仿真模型，以設備運行模型為基礎，充分融合視頻圖像監(jiān)控數(shù)據(jù)信息、設備運行狀態(tài)信息、環(huán)境監(jiān)測信息等數(shù)據(jù)信息，為無人值守變電站電氣設備運行工況狀態(tài)分析和在線故障診斷提供豐富的數(shù)據(jù)支撐。

2 無人值守變電站輔助監(jiān)控平臺總體方案

無人值守變電站中火災報警系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、通風系統(tǒng)等輔助系統(tǒng)，具有設備種類較多、溫濕度監(jiān)測監(jiān)控點較大、監(jiān)控區(qū)域較廣等特點。為了解決變電站輔助系統(tǒng)分散監(jiān)控可能出現(xiàn)的“數(shù)據(jù)孤島、分散獨立監(jiān)控”等問題，以網絡交換機為核心，按照DL860協(xié)議、Module-bus規(guī)約等，將變電站中所有的輔助系統(tǒng)經通信規(guī)約轉換聯(lián)網進行集中監(jiān)控，實現(xiàn)功能整合優(yōu)化和降低工作強度的目的。按照分散集控原則，將輔助集成監(jiān)控平臺劃分為數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)處理層和系統(tǒng)監(jiān)控層共三層結構[2]。變電站輔助系統(tǒng)位于數(shù)據(jù)采集層中，通過數(shù)據(jù)采集器采集現(xiàn)場終端的水泵信號、風機信號、運行環(huán)境溫濕度信號、煙感信號、門禁信號等。數(shù)據(jù)處理層中包括數(shù)據(jù)處理服務器和視頻處理服務器，其中數(shù)據(jù)處理服務器主要采集來自于數(shù)據(jù)采集器中的現(xiàn)場終端運行狀態(tài)信號，并經服務器內部DSP數(shù)據(jù)處理單元運行分析后形成對應的分析結果上傳到系統(tǒng)監(jiān)控層中的監(jiān)控主機；視頻處理服務器收集由攝像頭采集的動態(tài)視頻監(jiān)控圖像，并上傳到系統(tǒng)監(jiān)控主機。數(shù)據(jù)監(jiān)控層完成數(shù)據(jù)采集、錄像管理、回放與檢索管理、數(shù)據(jù)信息分析、遠程操控、Web管理與瀏覽、故障診斷分析、故障告警、曲線報表生產、打印等功能。

3 輔助監(jiān)控平臺聯(lián)動功能的實現(xiàn)

3.1 圖像監(jiān)視與火災消防系統(tǒng)的集成與聯(lián)動

當火災監(jiān)控報警系統(tǒng)監(jiān)測到某處存在異常信號時，除了要發(fā)出對應的報警信號外，還需要通過系統(tǒng)間的功能集成聯(lián)動圖像在線監(jiān)視系統(tǒng)攝像頭，自動顯示報警區(qū)域的實時圖像界面。通過火災消防報警系統(tǒng)與圖像監(jiān)視系統(tǒng)的功能集成和聯(lián)動，利用可視化、主觀化圖像信息，可以為運行管理人員提供詳細的故障分析數(shù)據(jù)信息，有利于對火災程度、起火原因進行準確的分析判斷，便于運行管理人員和搶險人員快速做出科學的決策。

3.2 門禁系統(tǒng)與火災消防報警系統(tǒng)的聯(lián)動

通過門禁系統(tǒng)與火災消防報警系統(tǒng)的聯(lián)動，一旦變電站內部存在火情時，門禁信號系統(tǒng)的控制主機（或模塊）會同時接受到來自消防報警系統(tǒng)的聯(lián)動信號，將打開相應的控制門鎖，便于相關人員在有限逃生時間內及時疏散，同時為消防人員提供滅火救災的通道。

3.3 動力與環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的功能整合和聯(lián)動

在無人值守智能變電站中，動力與環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，是為電氣設備營造良好運行環(huán)境的重要輔助系統(tǒng)，其主要監(jiān)測量包括火警、溫濕度、煙感、電機啟閉信號、水壓、氣壓等數(shù)據(jù)。通過采集器對上述數(shù)據(jù)進行實時采集，利用DSP等數(shù)據(jù)處理單元，形成對應的調控信號，確保各功能輔助子系統(tǒng)運行具有較高的安全可靠性和節(jié)能經濟性，有利于整個變電站區(qū)域的集成調控和動態(tài)運行管理。

3.4 照明控制系統(tǒng)的聯(lián)動

將照明系統(tǒng)與火災消防報警系統(tǒng)、動力與環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)等進行聯(lián)動。一旦出現(xiàn)火情后，照明控制系統(tǒng)自動啟動應急照明燈具和疏散指示燈具，為相關人員逃生和消防搶險提供必要的照度需求，及時疏散和搶險。通過與動力與環(huán)境系統(tǒng)的聯(lián)動，可以根據(jù)需求智能形成燈具開啟組合方式，確保照明系統(tǒng)運行在最佳工況中，達到節(jié)能降耗的目的。

3.5 功能聯(lián)動實現(xiàn)告警專家處理

將各輔助功能子系統(tǒng)進行聯(lián)動，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的交互共享和互操作，通過監(jiān)控層中的專家知識分析系統(tǒng)進行智能運行分析，形成對應調控決策，實現(xiàn)故障的準確定位和處理對策推薦，確保故障得到及時發(fā)現(xiàn)和快速處理，提高變電站運行的安全可靠性。

4 結論與展望

在無人值守變電站系統(tǒng)中，為了確保變電站安全可靠、節(jié)能經濟的高效穩(wěn)定調控運行，除了需要變電站綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)外，還需要將視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)、消防報警系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、采暖通風系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等有機集成整合。通過通信規(guī)約轉換，利用信息化、網絡化、IED智能電子化等技術的集成將輔助集成監(jiān)測管理平臺，作為變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)下的一個子平臺，實現(xiàn)系統(tǒng)的靈活拼接、冗余擴展、便捷升級改造等，是無人值守變電站智能自動化安全發(fā)展的重要方向，有待進一步深入研究。

參考文獻

[1] 余臘生，劉勇.基于網絡的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].計算機工程與設計，2009，30（16）：3879-3882.

[2] 陳維莉.智能變電站輔助控制系統(tǒng)研究[C]//中國電工技術學會2010輸變電年會論文集.2010：93-37.endprint