淺析烏海500KV 變電站技防與運維一體化技術

楊希斌 張彥斌 王欣 王蒙生

摘要：結合烏海地區電網的實際運行情況，對于 500kv 變電站一體化技防與運維平臺的設計及構架進行了分析。由于智能變電站內的子系統眾多，環境情況復雜，信息的數據量大。構建信息一體化平臺是實現有效整合、保障電網信息一致性的關鍵。信息一體化平臺建立站內全景數據后，可供系統層各高級應用子系統進行統一化、標準化、規范化。根據烏海地區的電網發展情況，及烏海地區 500KV 變電站運技防與運維一體化的設計及原則，提出了變電站主站的架構，分析了技防與運維一體化平臺運行的實現。現階段正處于智能電網的全面建設階段，一批新建智能變電站已建成投運，同時大批已建變電站面臨智能化改造升級。

關鍵詞： 技防與運維一體化; ?變電站; ?智能電網

1 緒論

隨著烏海地區電網的發展，變電站數量的迅速增加與運行值班人員短缺的矛盾已經日益突出，只能依靠技術手段才能快速而高效地解決這一矛盾。集控主站系統選用北京國際系統控制公司開發的 APCS3000 調度自動化系統。該系統選用UNIX 系統為支撐平臺，以 ALPHA 服務器作為硬件平臺，同時該系統可移植到WINDOWS 平臺的微機上，具有完備的變電站監控功能。

2 變電站技防與運維一體化的分析與設計

本站 500KV 技防與運維一體化平臺主要是由三大基礎軟件（DB、OD、MIDDLE WARE），六大核心模塊（管理服務器、認證服務器、通訊服務器、流媒體服務器、存儲器服務器、客戶端）構成。它的主要業務就是環境監測、音視頻監控、門禁系統、安防和消防系統、設備控制系統及一卡通系統。其主要的核心設備是物聯網網關和門禁控制器，第三方設備主要就是視頻服務器和消防主機。其構成還包括溫濕度、煙霧、水浸、攝像機、RFID 等各種傳感器及其配件。

對于整個變電站站端設備的管理和數據調用只通過一體化綜合主機

（MVU）來實現，也就是說，技防與運維中心和變電站的一體化綜合主機進行數據交換，一體化的監控主機可以將變電站的安防系統、視頻圖像、紅外熱成像測溫系統、變電站的物理區域數據、一次設備和二次設備的布置數據等內容整合成一個統一的數據平臺，實時的上傳監控中心（地區中心主站），并且接受監控中心的各種指令，實現系統的各種功能。本系統變電站站端安裝 500KV 一體化監控主機（MVU，并安裝配套的管理模塊，按照數據接口規范預留接入地區中心主站為接口），在監控上實現上述功能。

3 主站的架構設計

3.1 主站的設計

500KV 變電站一體化技防與運維平臺主站（主站系統）是變電站一體化技防與運維的核心，它是實現變電站一體化技防與運維的核心，它是實現一體化技防與運維監控功能的人機接口、數據儲存于處理、具體的應用功能的計算機系統。監控主機（MVU）對 500KV 變電站端的所有設備進行集中的管理，采用關聯性顯示技術，實現對目標的全方位綜合監控，實現對 500KV 變電站的進站和作業人員的安全識別、智能分析、實時監控和安全規范智能報警。對于多系統的集中管理的方案，比較常見的主要有三種，如下表所示：

一方案和二方案相結合的方式，同時利用二方案開發小軟件， 建立集中的數據服務器，這樣來實現設備狀態監測、在線監測、電能質量的數據融合。但是該方案在系統的反應速度與功能的調整方面都有很大的局限性。對于三方案，對整個數據系統進行統一的數據管理保證其運行的效率，其次考慮多冗余保證系統的安全。系統的架構，主要由四臺服務器構成：接口服務器、數據服務器、web 服務器。

所有的數據都統一接入到數據服務器，再由一個 web 服務器進行管理分發，通過 web 服務器統一與終端進行交互。在一般的情況下，工作人員直接接觸到的是一體化技防與運維平臺的終端系統，包括固定辦公和移動辦公兩部分。

4 技防與運維一體化平臺的實現

4.1 硬件架構

（1） 服務器

在系統規模較小且服務器性能滿足需要時可以將支撐平臺、數據采集、運行監控， 在線分析等應用服務器予以分組合并。各類服務器宜盡量統一到少數幾種配置型式，以便于系統部署和維護。服務器應采用先進技術的多 CPU 系統、高帶寬系統總線和 I/O 總線;具有高速運算能力和 I/O 吞吐能力;具備集群技術和系統容錯能力。

（2） 網絡設備

網絡設備包括交換機、防火墻、網絡連接線纜等。網絡交換機端口數量除滿足需求外， 還必須留有備用，所有網絡交換機必須具備網絡風暴抑制功能，所有交換機內置硬件防火墻。

（3） 移動終端設備

移動終端設備包括手機、平板等移動設備。移動設備的選型需滿足南網和試點單位對移動設備的國產化要求，設備防護等級和安全等級滿足相關規范。

4.2 數據訪問的實現

本節研究了基于 web 的數據交換技術，確定了 My SQL 作為數據庫。數據庫對于數據訪問具有透明性，即數據訪問關鍵要掌握交互的內容，所以本節研究了數據交互的基本協議，然后確定了交互的數據內容和格式，最終實現了移動平臺的數據訪問。

數據訪問的基本環節包括客戶端和服務器端和數據庫。數據庫存儲數據，服務端負責對數據庫進行操作，并對客戶端發來的請求進行響應。目前市面上常見的數據庫有My SQL、SQLServer、Oracle等，這些數據庫管理系統很多已經在市場上存在超過十年，充分證明了其對于數據存儲和管理的能力。本研究從費用最低的角度考慮，一開始選擇了開源的 MySQL，不同于 Oracle ?這樣的收費軟件，MySQL 的社區版本是完全免費的。當然 MySQL不是唯一的開源軟件，但在所有開源數據庫當中他的技術支持是最強的。

5 總結

本文對烏海電網調控一體化系統變電站技防與運維模式的轉變和優化進行了探索性分析和方案設計，通過變電站的合理高效技防與運維，對電網安全穩定運行打下了堅實的基礎。

6 參考文獻

[1] 周鄴飛，徐石明.智能變電站數據中心初探[J]. 電力系統自動化，2011，35（18）：57-61

[2] 胡雄文 黃義超 基于500kV變電站復雜技術環境的全站技防系統與一體化運維管理平臺 厚創科技 2019