變電站智能輔助系統(tǒng)分析與研究

李淑萍

摘 ?要：采用遠(yuǎn)程智能輔助監(jiān)控系統(tǒng)可以有效提升變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控能力，提升設(shè)備的運(yùn)行保證能力，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果顯著。受智能識(shí)別系統(tǒng)費(fèi)用高昂影響，對(duì)變電站內(nèi)表計(jì)仍是采用截圖方式，由監(jiān)控人員人工識(shí)別，給系統(tǒng)的運(yùn)行帶來(lái)一定的不便，因此，強(qiáng)化對(duì)智能識(shí)別系統(tǒng)的研究，降低設(shè)備費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控智能化等仍有較大的改進(jìn)發(fā)展空間。鑒于此，本文主要分析變電站智能輔助系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：變電站;智能輔助系統(tǒng);無(wú)人值守

中圖分類號(hào)：TU756 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、引言

在電力行業(yè)領(lǐng)域中，變電站起到集中、傳輸、分配電能的作用，變電站作為電力系統(tǒng)的基本組成部分，其穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的發(fā)展起到重要支撐作用。在電力系統(tǒng)“發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度”這六大主要環(huán)節(jié)中，變電站處于中心環(huán)節(jié)，起著舉足輕重的作用。然而目前變電站中“重主設(shè)備、輕輔設(shè)備”的管理模式，使得各輔助系統(tǒng)缺乏實(shí)時(shí)有效的監(jiān)控管理手段，嚴(yán)重影響了變電站的運(yùn)行效率，且不利于提高變電站自動(dòng)化水平。所以在無(wú)人值守變電站的推廣普及下，提升對(duì)變電站輔助系統(tǒng)管理水平和技術(shù)手段的要求就變得越來(lái)越迫切。

二、智能輔助監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成及功能

1、系統(tǒng)構(gòu)成

智能輔助監(jiān)控系統(tǒng)由環(huán)境監(jiān)控、視頻監(jiān)控、智能門禁以及安全防衛(wèi)系統(tǒng)等構(gòu)成，通過(guò)對(duì)這些構(gòu)成系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，并采用監(jiān)控、控制、預(yù)警等措施，為變電站安全、平穩(wěn)運(yùn)行提供可靠支撐。

2、系統(tǒng)具備的輔助監(jiān)控系統(tǒng)功能

（1）監(jiān)控、自動(dòng)巡視。監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)周邊環(huán)境、設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)具備遠(yuǎn)程巡視功能，對(duì)變電站內(nèi)相關(guān)設(shè)備的油溫、表計(jì)以及油位等進(jìn)行拍攝，及時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。在監(jiān)控平臺(tái)內(nèi)可以設(shè)置攝像機(jī)巡視線路，并詳細(xì)記錄巡視結(jié)果（拍攝照片、拍攝時(shí)間、位置）便于維保人員掌握分析。（2）表計(jì)識(shí)別。由于變電站內(nèi)部一些表計(jì)數(shù)無(wú)法直接采用傳感器獲取，為了便于表計(jì)數(shù)讀取，監(jiān)控系統(tǒng)采用智能算法對(duì)拍攝到的表計(jì)圖形進(jìn)行識(shí)別，確定表計(jì)數(shù)值，并將識(shí)別結(jié)果自動(dòng)輸入巡視表內(nèi)。（3）安防功能。對(duì)變電站進(jìn)行全方位監(jiān)控，避免出現(xiàn)監(jiān)控盲區(qū)，并對(duì)變電站出現(xiàn)的非法入侵情況進(jìn)行報(bào)警。在變電站四周布置安防攝像頭，具備入侵報(bào)警、移動(dòng)偵測(cè)等功能，在進(jìn)行預(yù)警安防同時(shí)對(duì)監(jiān)控結(jié)果進(jìn)行記錄。（4）燈光控制。通過(guò)布置的燈光控制箱對(duì)變電站內(nèi)的光線進(jìn)行控制，提升高清攝像清晰度。

三、變電站智能輔助系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求分析

1、安全監(jiān)察需求

1.1圖像監(jiān)視及安全警衛(wèi)子系統(tǒng)

該系統(tǒng)中配置一套圖像監(jiān)視及安全警衛(wèi)系統(tǒng)。圖像監(jiān)視系統(tǒng)采集站內(nèi)各視頻球機(jī)和槍機(jī)相關(guān)信號(hào)，采集到的信號(hào)上送到系統(tǒng)主站。安全警衛(wèi)系統(tǒng)檢測(cè)到不同的告警信號(hào)時(shí)，通過(guò)聲光等不同方式進(jìn)行報(bào)警。當(dāng)安全警衛(wèi)系統(tǒng)檢測(cè)到有入侵變電站行為時(shí)，同時(shí)啟動(dòng)視頻系統(tǒng)和照明系統(tǒng)，打開入侵處照明燈光，視頻系統(tǒng)調(diào)整到相應(yīng)位置并記錄下實(shí)時(shí)狀況，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)。

1.2環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)

環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)主變套管、母線等運(yùn)行溫度，減少帶電檢測(cè)工作量。GIS 室內(nèi)配置 SF6 濃度監(jiān)測(cè)儀，二次設(shè)備艙內(nèi)配備空氣質(zhì)量傳感器，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)艙內(nèi)空氣中氧氣和二氧化碳的含量，當(dāng)指標(biāo)達(dá)到滿足人員活動(dòng)要求的設(shè)定值時(shí)，發(fā)出提示信息，指示人員可以進(jìn)入艙內(nèi)。

1.3火災(zāi)報(bào)警子系統(tǒng)

由火災(zāi)報(bào)警控制器、感溫感煙探測(cè)器、聲光報(bào)警器等設(shè)備組成，通過(guò) RS485 通信口上傳信息。當(dāng)火災(zāi)報(bào)警子系統(tǒng)發(fā)信時(shí)，進(jìn)行聲光報(bào)警，并與圖像監(jiān)視系統(tǒng)產(chǎn)生聯(lián)動(dòng)，將現(xiàn)場(chǎng)的狀況記錄下來(lái)。

1.4智能門窗子系統(tǒng)

門禁系統(tǒng)控制器與一體化監(jiān)控系統(tǒng)之間采用 RS485 進(jìn)行通信。門禁系統(tǒng)有幾個(gè)功能模塊組成：權(quán)限管理、遙控開門、人員定位及報(bào)警聯(lián)動(dòng)。對(duì)進(jìn)入變電站的人員配備門禁控制卡，并設(shè)置不同的權(quán)限，刷卡進(jìn)入時(shí)，啟動(dòng)圖像監(jiān)視系統(tǒng)，并記錄下人員進(jìn)入時(shí)間及現(xiàn)場(chǎng)畫面等信息。

1.5智能照明子系統(tǒng)

智能照明系統(tǒng)是智能變電站輔助設(shè)施的重要組成部分，采用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和數(shù)字調(diào)光技術(shù)相結(jié)合，變電站室內(nèi)外照明可采用本地與智能照明系統(tǒng)是智能變電站輔助設(shè)施的重要組成部分，采用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和數(shù)字調(diào)光技術(shù)相結(jié)合，變電站室內(nèi)外照明可采用本地與

2、人員進(jìn)站管控

無(wú)人值守變電站的進(jìn)出管控工作由大門警衛(wèi)人員負(fù)責(zé)，而進(jìn)站工作管理責(zé)任主體是變電站運(yùn)行單位。運(yùn)行單位普遍距離變電站較遠(yuǎn)，管理起來(lái)存在困難，效率低下，存在一定的管理環(huán)節(jié)漏洞。因此需要提供有效的手段讓運(yùn)行人員確認(rèn)進(jìn)站人員身份及相關(guān)情況，通過(guò)門禁及可視對(duì)講，實(shí)現(xiàn)集控中心同變電站遠(yuǎn)程可視對(duì)講、遠(yuǎn)程開門;通過(guò)刷工作證實(shí)現(xiàn)人員身份甄別;通過(guò)車牌識(shí)別，違停監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)車輛識(shí)別。

3、變電運(yùn)行需求

為滿足對(duì)變電站設(shè)備監(jiān)控的需求，需要新增變電站內(nèi)攝像機(jī)的布點(diǎn)。變電運(yùn)行業(yè)務(wù)提出的視頻應(yīng)用主要在以下方面：

3.1倒閘操作輔助確認(rèn)。目前，當(dāng)執(zhí)行遠(yuǎn)方操作開關(guān)及刀閘任務(wù)時(shí)，需要運(yùn)行人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行確認(rèn)。變電站實(shí)行無(wú)人值守模式后，由監(jiān)控中心負(fù)責(zé)集中監(jiān)控、運(yùn)行維護(hù)、現(xiàn)場(chǎng)操作及事故處理，運(yùn)行人員需要從監(jiān)控中心到變電站現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行確認(rèn)。對(duì)于遠(yuǎn)距離無(wú)人值守變電站及處理突發(fā)情況時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)的模式存在一定局限，不能實(shí)現(xiàn)快速確認(rèn)。采用視頻監(jiān)控遠(yuǎn)程輔助確認(rèn)，可提高工作效率。需要在主變、開關(guān)場(chǎng)地布置攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程確認(rèn)，將視頻畫面與一次接線圖相結(jié)合，將變電站內(nèi)各個(gè)設(shè)備與攝像機(jī)預(yù)置位關(guān)聯(lián)，便于快速查看變電站內(nèi)相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行情況。

3.2智能巡視

智能巡檢子系統(tǒng)由感知 RFID（射頻識(shí)別）卡、手持式智能終端（如 PDA 等）和系統(tǒng)管理主機(jī)等組成。感知 SRFID 卡綁定在變電站被巡檢的設(shè)備上，結(jié)合變電站標(biāo)識(shí)系統(tǒng)，輸入設(shè)備標(biāo)識(shí)編號(hào)，作為電子標(biāo)識(shí)。運(yùn)維人員在巡視時(shí)手持巡檢 PDA 掃描設(shè)備標(biāo)識(shí)，可讀取設(shè)備臺(tái)賬記錄，同時(shí)可以記錄下巡視發(fā)現(xiàn)的缺陷，進(jìn)行上傳。掃描設(shè)備標(biāo)識(shí)的同時(shí)發(fā)信給圖像監(jiān)視系統(tǒng)，啟動(dòng)視頻巡檢，做到人工巡檢與視頻巡檢相結(jié)合，避免巡視有遺漏。

3.3調(diào)度監(jiān)控需求

自動(dòng)化系統(tǒng)中出現(xiàn)故障分閘或其他重要告警信號(hào)，調(diào)控人員希望馬上看到現(xiàn)場(chǎng)情況，分析并作出應(yīng)急處置。通過(guò)實(shí)現(xiàn)變電站智能輔助系統(tǒng)與 SCADA 系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，當(dāng)發(fā)生遙信變位信號(hào)時(shí)，聯(lián)動(dòng)攝像機(jī)自動(dòng)轉(zhuǎn)向故障點(diǎn)并彈出畫面，并可聯(lián)動(dòng)開啟變電站燈光、聲光告警等設(shè)備。

四、變電站智能輔助系統(tǒng)的未來(lái)展望

未來(lái)變電站將會(huì)整合 IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)、高清視頻監(jiān)控技術(shù)、智能視頻識(shí)別等技術(shù)，開發(fā)變電站一體化信息平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)變電站全景數(shù)據(jù)統(tǒng)一建模、智能控制、系統(tǒng)處理等高級(jí)應(yīng)用功能。特別是與在線檢測(cè)系統(tǒng)后臺(tái)的整合，可有效提高巡視人員的巡視質(zhì)量。而且變電站信息系統(tǒng)的安全防護(hù)，也將從多層次、多方位進(jìn)行加強(qiáng)，已達(dá)到系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

對(duì)于其他業(yè)務(wù)的融合，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)完善使各模塊之間通過(guò)設(shè)備接口、應(yīng)用接口、接口協(xié)議等規(guī)范制定，實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的調(diào)取與交互，集成各子系統(tǒng)資源優(yōu)勢(shì)，完成各子系統(tǒng)之間的一體化融合。

五、結(jié)束語(yǔ)

目前變電站中“重主設(shè)備、輕輔設(shè)備”的管理模式，使得各輔助系統(tǒng)缺乏實(shí)時(shí)有效的監(jiān)控管理手段，嚴(yán)重影響了變電站的運(yùn)行效率，且不利于提高變電站自動(dòng)化水平。因此在無(wú)人值守變電站的推廣普及下，提升對(duì)變電站輔助系統(tǒng)管理水平和技術(shù)手段的要求就變得越來(lái)越迫切。

參考文獻(xiàn)

[1] ?劉群，楊建旭，童旸.面向變電站智能輔助系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)[J].電子科技，2017，30（07）：124-127.

[2] ?方文崇，梁壽愚.基于三維可視化的變電站智能輔助系統(tǒng)應(yīng)用研究[J].信息技術(shù)，2017（04）：54-56+60.

[3] ?唐娜.變電站智能輔助系統(tǒng)分析與研究[J].信息系統(tǒng)工程，2017（01）：137-138+141.