智能變電站狀態監測系統的設計研究及應用

彭錦

摘要：隨著電網規模不斷擴大、結構愈加復雜、區域間互聯愈加緊密，智能變電站故障處理對變電站狀態監測提出了更高的要求。這就使智能變電站的設備故障對輸配電系統造成很大影響，甚至導致嚴重事故。由于集控監測系統在全國各變電站中的逐漸普使變電站可以無人值守，但是對供電質量提出了更高的要求。目前急需解決的是使操作人員在事故時對故障的位置進行可靠確定，對故障元件準確判定并采取正確的隔離方法，對停電部分及時恢復供電，保證對客戶的可靠持續供電。

關鍵詞：智能變電站；狀態監測系統；設計；應用

隨著變電站智能化技術和狀態檢修技術的不斷發展，智能化一、二次設備的研發和變電站標準化模型體系的建立，己成為今后變電站技術發展的方向，而作為智能化變電站重要組成部分的在線狀態監測系統，是對智能一次設備運行狀態全面監控和對二次設備數據共享、分析的關鍵環節，并對智能變電站高級應用和快速事故判斷、處置策略的制定提供重要技術支撐，因此對智能變電站狀態監測系統進行深入的研究、開展科學合理設計是千分必要并具有重大意義的。

1智能變電站狀態監測系統構成

IEC61850將智能變電站系統分為3層，即過程層、間隔層和站控層。這個體系結構的劃分是從邏輯上按變電站所要實現的控制、監視和繼電保護功能劃分的。（1）過程層包括主變壓器、GIS、斷路器等一次設備、智能組件、智能電子裝置等，實現變電站電能分配、變換、傳輸以及狀態監測等功能。如圖1所示，現在很多智能變電站沒有單獨的邏輯接口4和5，許多功能都在間隔層設備中實現。如今光流變、光壓變在智能變電站中廣泛應用，越來越多的間隔層功能下放到過程層中去了，這是智能變電站建設發展的新趨勢。（2）間隔層包括繼電保護裝置、測控裝置、監控功能主IED等二次設備，實現利用本間隔數據對一次設備進行制約、操作閉鎖和繼電保護等功能。（3）站控層包括站域控制、自動化站級監視控制系統、對時系統、在線監測、輔助決策等子系統和信息一體化平臺。其主要功能是整個變電站設備的測量和控制，匯集全站實時數據信息，監控操作閉鎖，對間隔層、過程層的設備在線維護和修改，并可對變電站故障進行自動分析。

2智能變電站狀態監測系統架構設計

智能變電站區別于常規變電站的主要特點是使一次設備智能化，配置了基于壓C61850的狀態監測壓D。通過統一的標準實現了二次設各的網絡化并以分層布置的方式配置各種智能壓D，實現了電力設備間的相互操作的智能化。各種電力設備組成過程層網絡。隨著電子技術及電力設備智能化，智能壓D將大量布置，并與電為設備融合，進一步將過程層與間隔層將融為一體￡511。但是傳統一次設備向智能一次設備的進化需要經歷一個過程，目前尚處于智能電網建設的初級階段，智能組件內的各個壓D以分散布置為主。因此，對于狀態監測系統而言，過程層組成主要由一次電力設備的傳感器和一次電力設備上集成的狀態監測壓D組成。狀態監測系統實現了信息數據的采集。間隔層主要進行監測及其保護控制等二次設備構成。參照電網公司發布的技術標準，智能組件需要考慮各種壓D的監測對象的不同和布置的個數。另外隨著科技的發展，信息的處理越來越便捷，站控層的狀態監測壓D可以快速地進行信息的交換。

3智能變電站狀態監測系統應用

3.1替能變電站狀態監測系統運行環境

智能變電站狀態監測系統中通過模塊化設計，使不同模塊的功能是彼此獨立的，因此在整個系統的軟件設計時，需模塊協調各個模塊的工作進程，通過啟動調用各個模塊完成其對應功能，并反饋結果，為達到上述目的，在對智能變電站狀態監測系統平臺設計時，采用了基于SOA組件結構并采用J2EE技術，J2EE是一套成熟應用開發的技術架構，其包含多種標準化模塊，各模塊間的調用能保證高效率運行，標準化模塊可以實現便捷并且規范的完成系統的研發設計及部署，并且方便的進行系統調試，提升系統可移植性并為今后的擴展升級預留空間。

3.2智能變電站狀態監測系統應用

3.2.1狀態監測系統人機交互界面。狀態監測系統人機交互界面是顯示整個系統設備監測信息的總界面。它使用變電站一次接線方式，來思示各監控功能模塊主機推送的關于各類設備的實時監控信息，在此界面中可以點擊相應的設備而進入設備監控界面，以實現需要監測的內容。

3.2.2設備在線監測界面。在線監視系統設備顯示界面，由站控層主機直接調用功能模塊主機數據并進行顯示，是值班員查詢、監控某臺設備運行狀況的可視化工具，通過該界面，值班員可查看設備的全部運行狀態及運行參數，監視設備運行狀態和運行工況，及時發現設備隱患。

3.2.3數據查詢界面。智能變電站狀態監測系統提供用戶進行圖形化查看實時數據和歷史數據。歷史數據由站控層主機直接調用監控模塊主機數據記錄，在主站上進行數據處理，形成相關表格或趨勢曲線，利于監控人員更加方便的掌握設備狀況運行發展的趨勢，例如可以跟蹤觀察變壓器油中乙快含量變化趨勢，進而對設備狀況進行合理評估。

3.2.4故障報告及分析。智能變電站狀態監測系統提供了單獨的故除報告及分析模塊，當產生故障報警信息時，可以人工調閱分析報告，以驗證報警是否正確。如調用變壓器油色譜在線監控功能模塊提供的數據，利用大衛三角圖對監測到得油中氣體分析報告。

綜上所述，本文從介紹變電站設備狀態監測技術人手，分析狀態監測系統的結構。研究變電站狀態監測系統方案的是本文的關鍵。論文對變電站狀態監測設計方案進行比較優化，進一步研究其狀態監測系統結構和系統配置情況，展示了智能變電站狀態監測技術應用后形成的成果。