“集控站+無人值守”變電運維模式的設計與實現

孫嘉寶，張 恒

（國網湖北省電力有限公司黃岡供電公司，湖北 黃岡 438000）

我國電力系統改革持續深化，使電網得到了迅速發展，很多電力公司均實施了無人值守變電運維模式，從而提高了工作效率，減少了人力，繼而得到更高的經濟效益。不過，這種變電運維模式在運行中出現了一些不良問題，造成變電運維管理不當，從而帶來了運維管理弊端。故而，為了有效提升變電運維管理水平，解決減少人員、提升工作效率、提高勞動生產率的問題，電網需要適時推進變電運維模式創新設計，實現“集控站+無人值守”運維模式。

1 無人值守變電運維管理模式的弊端

1.1 操作巡視和處理有隱患問題

在進行變電操作巡視處理的過程中，本身有相關隱患問題，在變電運維管理過程中結合無人值守管理模式，會導致所存在的隱患增大，繼而帶來更大的問題。例如，無人值守以前，設備管理工作人員僅需要對自己承擔的變電站中的設備加以巡視與操作。可是，在無人值守模式下，相關信息會有所累積，而且使用該種管理模式，信息巡視與處理過程中的有關方法并非完整的，會阻礙變電站正常運行，對提高變電運維管理效率毫無益處。[1]

1.2 監管與維護不足

雖然運用無人值守變電運維管理模式可以保證變電站提高工作效率，是比較先進的運維管理模式，與此同時，當無人值守這一基本概念誕生以后，大多數從事有關工作的人對無人值守變電運維管理模式知之甚少，故而在工作過程中進行得比較困難，難以推進工作進度，導致工作效率下降，于后續的監督與維護方面缺乏大力的支持，致使無人值守變電管理運維范圍以及程度都不能得到有效擴大和提升。

1.3 運維質量仍需提升

變電站系統并非單獨的個體，必須要不同的設備進行協調方可確保變電站系統順利運行。

現如今，很多無人值守變電站均有設備標識牌不清晰、消防安全有待提升等情況。在遭遇上級檢查的時候，突擊治理的現象常有發生。如此很容易看出，這是由于運維工作人員工作較多且復雜，不過均是不仔細所造成的，很多運維人員不但需要做好簡單的設備倒閘操作，還需要加強運維和基礎資料管理等主要運維工作，再者，還需要增強變電日常環境管理、安全維護工作等。相關人員分工模糊，導致運維質量受到了負面影響。[2]

1.4 模式本身有缺陷

由于無人值守變電運維管理模式在我國運用發展較晚，如此一來就導致部分基礎的工作無法貫徹落實到位，例如，無人值守變電運維管理過程中必須要有最新的技術作為重要支撐，但是當前的設備并不能完全開展程序操作，大部分工作依舊需要人工加以輔助才行。另外，在這之中，較多的設備設施操作程序不連貫，缺乏緊密性，致使部分支持變電站的計算機不具備較為完整的功能。

2 變電運維新模式的優勢分析

2.1 提升安全水平

對電力監控而言，“集控站+無人值守”變電運維模式對電力監控十分仔細，可以發覺很多日常人工監測很難發覺的細枝末節，對處理電力安全問題事實上是一個很大的進步和提升，可優化升級集控站管理功能、提升業務能力、加強支撐手段，提高設施設備監督控制強度、促使生產信息化程度加深、增加運維管理細度、強化團隊建設力度，確保電網設備可以安全有效運行。[3]

2.2 新模式更高效

傳統無人值守變電站是通過電力調控中心監督管理控制的，監控發覺變電站設備不正常以后，及時告知運維站工作人員，繼而由運維工作人員到變電站仔細檢查設備設施情況，讓監控管理模式變得愈發復雜，與此同時對處理問題并不高效，而新模式能夠減少中間時間，推動多維聯合遠方巡視，促使現場工作遠程監控，主要設備和輔助設備遠程操控，認真檢修工作遠程許可，增強電網設備運維效率。

2.3 安裝簡單、管理優化

“集控站+無人值守”運維模式具有安裝簡單且管理優化的優點，可以及時收集到設備運行狀態有關信息，可以正確判斷出設備工作運行情況，可以大大提高運維工作人員設備感知力，可以提高不足之處發現能力、應急處理問題的能力、狀態管理監控的能力、預警的能力，不但可以節約物資和人力，還可以充分發揮出全面防治的效果，有著傳統變電運維模式所不具備的獨一無二的優勢。[4]

3 運維模式設計原則及其設計和實現對策

3.1 變電運維新模式設計原則

要想提升電氣自動化水平，確保電網穩定、安全、順利運行，就要構建電網電氣調度和集中監控系統，嚴格監督和控制廠區變電站和斷路器站，加強電網運行安全、提升事件處理實時性、保證事故迅速復原，提升供電系統運行質量與自動化水平。（1）變電所自動化系統需要將各方面集于一體，如保護、監測、數據管理、防誤操作等，軟件配置和硬件配置使用當前國內、國外主流產品；同時需要以計算機硬件、數據通信網絡、模塊化軟件等構成完整的系統。（2）用電氣調度系統對廠區每一個變配電所電氣系統加以嚴格監督和控制，同時擁有遙信、遙控等遠動功能。

3.2 系統架構設計

系統架構設計涵蓋了多個層次，即硬件層、平臺層、操作層、應用層，其中，硬件層就是不同的硬件平臺，其應用大多普及化，其實踐操作架構于RISC 體系或者是CISC 體系結構上，是以計算機操作進行的，比方說不同的硬件設備，如：IBM 硬件設備、PC 硬件設備等。[5]操作層就是現階段使用的主流操作系統，比方說常見的就是Tru64UNIX、HP-UX 等操作系統。平臺層就是結構體系的核心構成部分，關鍵是以公共服務、集成和數據總線這幾個部分來操作的。集成總線層是非常精密且嚴格的，需要嚴格根據國際標準實施，不但可以提供公共服務，而且在規范操作的同時也可以經過系統和第三方軟件協調交互構成融合性發展機制，而數據總線層就是基于CIM 模型發展而來的，根據不同的數據庫構成，除了涵蓋實時數據庫，也涵蓋了商用數據庫、中間數據庫，在這里面，商用數據庫容量最大，性能穩定，十分安全，可以及時更新數據信息，更新過程和別的數據庫能夠保持一致性，不但可以給別的數據庫訪問提供保障，還可以促使數據訪問變得更簡單、更快捷，同時公共服務層服務比較傾向于全面發展，可以確保數據服務功能全面服務。構建應用層架構于統一支撐平臺層中，能夠給不同類型的電力系統軟件提供高質量服務。

3.3 集控系統功能設計

構建集控中心，能夠減少人資，讓相關工作人員進行遠程操作，此為“集控站+無人值守”新模式實現的重要一步，旨在處理現實中面臨的各種問題。集控中心關鍵作用在于遠程遙控電力設備，比如遙調、遙測等，此為“五遙”功能，這部分功能實現不但能夠經過變電站，也能獨立設置，區域范圍關鍵是以管轄區域電壓等級進行區分的，通過集中數據采集和監督控制進行運行管理，通過遠程遙控五防閉鎖功能做好集控系統總體操作，值班工作人員需要使用系統進行監督和控制，這樣有利于管控設備。[6]

集中控制系統必須要有統一平臺用于支撐其發展，該平臺有利于高效管理數據庫，而且也能做好歷史數據信息搜索和管理，實現網絡信息傳遞、人機交互等服務功能。這部分應用支撐平臺運行操作，必須構建于計算機這一基礎之上，也可以使用硬件體系結構傳遞和移植數據。除此以外，系統模塊化功能有利于值班工作人員搜索數據，還有對系統中不同需求均可以由系統模塊運行得以實現。

3.4 合理配置集控系統

變電運維新模式設計中，集控系統配置應確保其合理性。系統需要涵蓋數據采集、用戶接口子系統等。這部分系統的結構構成關鍵是分布式管理，與此同時使用開放千兆、百兆局域網轉換技術。系統前置服務器接收數據信息以后，把數據信息傳輸到SCADA服務器，通過該服務器進行有效處理，繼而使用廣播模式把數據同步到SCADA 應用服務器與工作站，借此確保每個網絡節點是一致的，更新數據信息，繼而做好每一項監控和服務操作。該工作運行關鍵是經過前置服務器四塊網卡達到的，差異化設備的接入口和前置服務器彼此連接在一起，涵蓋后臺交換機和SCADA 服務器等，繼而構成對外信息交換輸出路徑。35kV 或6kV 區域變電所監控系統承擔起本站中一次設備、二次設備、第三方設備信息和數據采集處理，可以有效監控站內一次設備、二次設備、第三方設備情況，繼而把數據信息傳遞到電力調度中心。各變電所無需設計監控主機，該電氣信息就能進入上級區域變電所。[7]

電氣綜合自動化系統數據信息上行流向：一次、二次設備；綜保裝置、變電所微機監控系統、區域集控中心、動力調度；下行流向：動力調度、區域集控中心、微機監控系統、綜保裝置、一次、二次設備、實施控制命令做好一次設備操作。

3.5 整體架構設計

此次方案設計內容涵蓋了多個部分：

1.構建電力調度和監控系統，精準且實時采集不同變電站所運行管理需要的不同信息。分析、儲存采集的信息，同時根據管理部門相關要求和變電所運行基本要求，集中監控變電所有關設備，保證不同變電站全部機電設備可以安全有效地運行。

2.于電力調度和監控系統平臺中構建WEB 發布系統，關鍵是給領導層與別的生產管理部門提供生產實際情況、歷史數據信息等的多種功能。

3.變電站構建視頻監控系統，同時在電力調度和監控系統平臺設計多媒體圖像監控終端，進行視頻監控系統遠程調閱，同時和SCADA 系統進行視頻聯動。

4.變電站經過微機保護和變電站監控系統等的積極構建，可以推動變電站變配電系統向著智能化趨勢發展。

按照電力網架現實情況，合理規劃一體化電氣調度和監控系統是三層結構，涵蓋了電器調度系統、區域集控系統、變電所綜合自動化系統。在這之中，電氣調度系統是重新建立的，承擔每個子站微機綜合自動化系統信息和數據采集處理，達到對供配電系統一次設備、二次設備的監督和控制，實現電器監控中心的共享，促使供配電系統運行調度管理。[8]

電氣調度監控中心使用開放、分層分布式結構，子站和子子站之間網絡借助當前的網絡，子站和調度之間數據采集網構建雙星型以太網結構，系統和前置服務器等使用雙機冗余配置。

電氣綜合自動化系統是供配電系統電力一次設備、二次設備監督控制與電力數據采集監控、數據交換和電力一次設備、二次設備運行、維護的關鍵樞紐，尤其是此次項目電力調度中心承擔起調度管理供配電系統運行與對外數據交換，是項目供配電系統指揮中心。

電力監控中心承擔起完成總站和子站、子子站信息數據采集功能、集控功能、電網分析功能，配電自動化監測功能，電量采集統計功能，完全WEB 數據整合功能，達到對供配電系統的一次設備、二次設備、第三方設備的監督和控制，實現項目電氣監控功能，推動供配電系統運行調度和管理。

4 結語

綜合以上分析可以了解到，針對調控一體化體系運行，調控中心集中監控設備數量較多、監控信息量比較大、發生不正常的情況較為復雜，電網電氣調度和集控系統設計，可以提升工作效率，減少人力，從而達到無人值守的目的。目前已實現了電氣調度和監控系統，可以對各變電所數據進行實時采集和處理，達到對總變的集中控制，可以提升系統自動化水平，正確判斷電網故障信息，減少故障處理時間，保證長時間穩定運行，減少檢修工作量，提高企業經濟效益。