變電站電力監控系統的設計與研究

侯天佐

（國網鞍山供電公司，遼寧 鞍山 114000）

0 引 言

變電站電力監控系統可以對整個電網的電能質量進行監督和管理，提高了電力系統供電的質量和水平。變電站電力監控系統可對電力系統的數據進行采集，并進行統一的控制和管理，在電能配送和運輸等方面起著重要的監控管理作用。在電力系統中，變電站電力監控系統不僅提高了電力企業的生產效率，而且降低了電力企業的運營成本，保證了電力企業的可持續發展。

1 變電站電力監控系統特點分析

隨著智能電網的建設和發展，變電站電力監控系統在電網中得到了廣泛的應用[1]。變電站電力監控系統通過計算機技術對整個電網的運行狀態進行實時監控和管理，為整個電網的安全運行起到了保障作用。計算機技術和網絡技術在變電站電力監控系統中的應用，提高了電力監控系統的監控管理質量。在變電站電力監控系統中，以太網技術實現了電力監控系統的自動化和網絡化。自動化裝置和數字化電能表等智能電子設備在變電站電力監控系統中的應用，不僅建立了安全可靠的智能化電力監控系統，而且提高了整個電力監控系統的自動化水平。變電站中的很多設備都是由不同廠商制造，易出現信息孤島問題。MAS理論作為分布式人工智能技術，在電力監控系統中的應用，不僅解決了信息孤島問題，而且實現了變電站電力監控系統的自動化和智能化，并且在變電站電力監控系統的設計中得到了廣泛應用。

2 變電站電力監控系統的設計與研究

2.1 變電站電力監控系統功能需求分析

變電站電力監控系統的設計要滿足電力監控系統的基本功能需求，其中，電力監控系統的事件記錄功能需求，主要是記錄變電站內的操作內容，并對設備出現的異常情況進行備份。變電站電力監控系統的事件記錄功能[2]，可保證后臺管理人員實時掌握現場設備的具體情況，事件記錄可有效滿足管理人員對電力監控系統采集的數據進行事后分析。故障記錄是在設備發生故障后，發生繼電保護前后對電氣壓運行數據進行周期性記錄。電力監控系統要具有遠程操作功能，管理人員可通過遠程計算機對變電站進行監控和管理。如果在監控管理過程中設備發生故障，無法進行遠程操作，那么系統監控界面設計要具有人工置數的功能，通過手動修改來掌握現場的具體情況。如果發現電氣設備發生運行異常，可通過其他設備間接的把異常信號發送到管理中心，使工作人員可以更好地了解現場設備的運行狀態。如果數據量較大，可通過信號報警通知工作人員進行安全操作。在設計變電站電力監控系統時，要充分考慮系統對數據處理的需要，在系統數據進行數據分析和數據存儲等功能方面進行科學地設計。

2.2 變電站電力監控系統體系結構和功能設計

變電站電力監控系統采用了分布式結構進行設計，通過雙環網絡實現封閉環提高數據傳輸效率，系統在結構設計上較為簡單，而且要更容易實現。在設計系統時，要充分考慮數據傳輸效率的問題，并保障數據傳輸的安全性和完整性。在設計變電站電力監控系統時，主要是實現對電網分布式配電控制和分散式數據的集中管理和控制，通過遠程控制系統實現對電網電能質量的監測[3]，提高電力系統運行的安全性和可靠性。變電站電力監控系統主要包括三個子系統，分別是主站控制系統、間隔層子站系統和網絡層通信系統，變電站電力監控系統體系結構如圖1所示。

在變電站電力監控系統體系結構中，站控層功能主要是完成基層信息的傳遞[4]，并對基層數據信息進行分析和處理，為管理人員提供人機交互界面，使管理人員更加方便地了解基層數據信息，并且可以有效監控和管理各個設備。變電站監控系統的軟件采用了SCADA電力監控軟件，控制中心的監控主機采用Windows Server 2008操作系統，可以更好地實現數據的存儲和管理，并且可以根據需求對系統進行擴展。遠程管理主機遵守IEC618協議，負責從間隔層對數據進行采集。GPS授時裝置負責對變電站電力監控系統的設備進行校正時鐘，為系統的設備控制和保護提供校時功能。站控層結構圖如圖2所示。

間隔層主要是對信息進行收集[5]，并對變電站電力監控系統中的子系統進行執行。間隔層的設備采用分布式配置方法進行配置，實現變電站電力系統的通信和監控功能。間隔層可以實現對數據的實施測量和對設備的控制管理，保護器是間隔層的核心設備，保護器主要負責對數據的輸入和輸出，并通過保護器內部的中央處理器對數據進行分析和處理，實現對主機數據的保護。網絡層主要是實現通信功能，網絡層通信采用光纖環網通信，便于現場數據參數的采集和控制管理。網絡層是網絡通信系統，其中，網絡通信管理主機是集成度非常高的智能通信設備，可以對配電信息進行采集，然后把采集到的配電信息發送到后臺的遠程調度控制站，從而實現遠程控制。遠程監控主機之間的連接采用光纖介質，在數據傳輸效率上會有很大的提高。

圖2 站控層結構

3 結 論

變電站作為電力系統的核心設備，負責電網電能的配送等功能，變電站的運行狀態直接決定了整個智能電網的運行情況。在智能電網的建設和發展過程中，變電站電力監控系統的設計和研究，提高了智能電網運行的安全性和可靠性，為電力系統的安全運行提供了重要保障。