無人值守變電站建設(shè)之我見

白海平

【摘要】無人值守變電站由運(yùn)行值班人員固定在當(dāng)?shù)孛刻爝M(jìn)行日常監(jiān)測和對變電站設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，改變?yōu)樽冸娬镜倪\(yùn)行和調(diào)度由監(jiān)控中心遠(yuǎn)程來完成。順應(yīng)了電力行業(yè)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展方向，是一種新的變電站運(yùn)行方式。結(jié)合筆者工作經(jīng)驗(yàn)，本文對無人值守變電站建設(shè)的基本模式、相關(guān)技術(shù)、監(jiān)控系統(tǒng)主要功能進(jìn)行了論述分析，以供參考。

【關(guān)鍵詞】無人值守變電站建設(shè)；基本模式；相關(guān)技術(shù)；功能分析

前言

隨著電力產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，建設(shè)無人值守的變電站監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成為了電網(wǎng)運(yùn)行、管理、生產(chǎn)的必然選擇。無人值守的變電站監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)Ω髯冸娬?、所的相關(guān)數(shù)據(jù)、參量、圖像進(jìn)行監(jiān)控，有利于實(shí)時(shí)、直接地了解和掌握各變電站、所的運(yùn)行情況，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理事故，有助于提高電力系統(tǒng)的安全性和可靠性，節(jié)約人力成本。無人值守變電站是在集控站（監(jiān)控中心）的管轄范圍內(nèi)，具備向集控站（監(jiān)控中心）上傳相關(guān)設(shè)備及其運(yùn)行情況的遙控、遙測、遙信、遙調(diào)和遙視等功能，站內(nèi)不設(shè)置固定運(yùn)行值班崗位，由集控站（監(jiān)控中心）負(fù)責(zé)完成運(yùn)行維護(hù)和值班監(jiān)視工作的變電站。無人值守變電站一方面可以減少有人值守的開支，另一方面方便調(diào)度維護(hù)，統(tǒng)一管理，大大提高了人為直觀性不強(qiáng)的特點(diǎn)。電網(wǎng)中的變電站除了承擔(dān)變換電壓的任務(wù)外，還具有交換功率和匯集、分配電能等功能。

一、無人值守變電站建設(shè)的基本模式

無人值守是指借助遠(yuǎn)動技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)由遠(yuǎn)方集控中心或遠(yuǎn)方調(diào)度中心值班取代現(xiàn)場值班。原來變電站內(nèi)的監(jiān)視、數(shù)據(jù)采集與存儲、操作和控制等均由遠(yuǎn)方控制中心來實(shí)現(xiàn)。遠(yuǎn)方監(jiān)控的內(nèi)容主要包括運(yùn)行安全監(jiān)視、開關(guān)設(shè)備操作、無功裝置投退、保護(hù)定值整定等。變電站不再保留固定的運(yùn)行值班人員，僅保留個別值守人員，負(fù)責(zé)站內(nèi)的安全保衛(wèi)工作及事故狀況的緊急處理。

按電網(wǎng)遠(yuǎn)動的模式可分為常規(guī)遠(yuǎn)動模式和綜合自動化模式兩種。（1）常規(guī)遠(yuǎn)動模式在技術(shù)上相對簡單，易于掌握，且投資較省，推廣應(yīng)用比較容易。在變電站一次和二次的有關(guān)設(shè)備上加裝電量和非電量（如溫度和壓力）變送器或傳感器，在變電站內(nèi)裝設(shè)遠(yuǎn)動終端裝置RTU和遠(yuǎn)動通道有關(guān)的設(shè)備即可。（2）綜合自動化模式是在常規(guī)遠(yuǎn)動模式的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，把變電站的繼電保護(hù)和自動裝置的各項(xiàng)功能都納入常規(guī)遠(yuǎn)動系統(tǒng)來完成，其功能更加完善、技術(shù)性能更加優(yōu)良，是今后無人值守變電站的發(fā)展方向，也稱調(diào)度綜合自動化。

無人值守變電站是采用先進(jìn)、可靠、集成、環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測等基本功能，同時(shí)具備支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能的變電站。在智能電網(wǎng)技術(shù)的推動下，無人值守變電站將成為變電站建設(shè)的主流模式。

二、無人值守變電站建設(shè)的相關(guān)技術(shù)

在建設(shè)無人值守變電站的同時(shí)，必須整合站內(nèi)各種業(yè)務(wù)系統(tǒng)，加強(qiáng)數(shù)據(jù)深層挖掘研究和應(yīng)用，結(jié)合先進(jìn)的信息存取機(jī)制和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信息雙向傳輸、各種應(yīng)用的數(shù)據(jù)共享，形成綜合信息系統(tǒng)，建立統(tǒng)一信息平臺。信息化是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的特征之一。無人值守變電站統(tǒng)一信息平臺的建設(shè)是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)信息化的重要基礎(chǔ)，對象的統(tǒng)一建模、數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和存取是統(tǒng)一信息平臺的主要特征。

無人值班變電站集中控制管理系統(tǒng)軟件采用開放性、C/S或分布式體系結(jié)構(gòu)和面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，滿足可維護(hù)性要求，遵循國際開放式系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，符合國際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，滿足變電運(yùn)行監(jiān)控中心業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)性和高可靠性要求。系統(tǒng)建立在具有實(shí)時(shí)特性的多任務(wù)、多用戶、完全漢化、全圖形人機(jī)界面、開放式結(jié)構(gòu)環(huán)境之上，實(shí)現(xiàn)功能在各服務(wù)器上的分布處理，滿足變電運(yùn)行監(jiān)控中心對無人值班變電站的集中監(jiān)視與控制管理的應(yīng)用要求。系統(tǒng)一般配置商用數(shù)據(jù)庫、平臺支撐軟件、集控應(yīng)用軟件、WEB發(fā)布與瀏覽等基本軟件模塊，具備如下基本功能：數(shù)據(jù)采集與處理、數(shù)據(jù)計(jì)算與統(tǒng)計(jì)考核、控制和調(diào)節(jié)、事件和報(bào)警處理、責(zé)任分區(qū)與信息分層處理、歷史數(shù)據(jù)管理、趨勢記錄、事故追憶、拓?fù)渲②厔萸€、人機(jī)接口、報(bào)表、WEB發(fā)布與瀏覽、對外接口等。隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展和無人值班變電站的普及，無人值班變電站的管理水平和需求不斷提高，在可靠性、安全性、方便性等方面提出了更高的要求，推動了無人值班變電站集中控制管理系統(tǒng)向集成化、數(shù)字化、智能化方向發(fā)展。

隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)及電力系統(tǒng)應(yīng)用軟件技術(shù)的不斷發(fā)展，使得無人值班變電站集中控制管理系統(tǒng)的集成化、數(shù)字化、智能化成為可能。繼續(xù)深入研究和開發(fā)無人值班變電站集中控制管理系統(tǒng)，提高自動化水平和運(yùn)行管理水平，為無人值班變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了進(jìn)一步的保障。

三、無人值守變電站建設(shè)的監(jiān)控系統(tǒng)主要功能分析

無人值守變電站的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)涉及多個研究領(lǐng)域，包括計(jì)算機(jī)通信技術(shù)、自動控制技術(shù)、人工智能技術(shù)等，是現(xiàn)代科技在電力系統(tǒng)綜合應(yīng)用的體現(xiàn)，并已發(fā)展成為一個相對

獨(dú)立的電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。

無人值守變電站主要通過現(xiàn)場在線監(jiān)測系統(tǒng)來監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、電網(wǎng)的運(yùn)行參數(shù)，并將這些監(jiān)測數(shù)據(jù)及時(shí)上傳至中央監(jiān)控中心，使中央監(jiān)控中心能及時(shí)、準(zhǔn)確地獲取變電站運(yùn)行

和管理信息，隨時(shí)掌握變電站的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)實(shí)現(xiàn)能源的合理調(diào)度。同時(shí)運(yùn)用自行檢測與診斷系統(tǒng)，在發(fā)現(xiàn)設(shè)備或裝置出現(xiàn)異常情況后，立刻啟動報(bào)警裝置并閉鎖端口，避免事故擴(kuò)大，同時(shí)啟動事故模塊，對事故點(diǎn)進(jìn)行采樣、決策、判斷、隔離及消除，以減小設(shè)備故障對系統(tǒng)的影響。根據(jù)以上分析，本監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能如下：

1、數(shù)據(jù)采集：電力設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)主要包含兩類：一類為電壓、電流、溫度、濕度等模擬量；另一類為現(xiàn)場報(bào)警信息等開關(guān)量。這兩類數(shù)據(jù)都需要通過數(shù)據(jù)采集模塊將數(shù)據(jù)傳送至

監(jiān)控中心。

2、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控：對變電站的運(yùn)行工況與設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，監(jiān)控主機(jī)可以憑借計(jì)算機(jī)的多媒體功能實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警功能。同時(shí)還可以將事故信息進(jìn)行打印記

錄和存儲。

3、事件記錄：中央監(jiān)控中心設(shè)置相應(yīng)數(shù)據(jù)庫，將對應(yīng)的運(yùn)行參數(shù)功能記錄下來，重點(diǎn)是記錄刀閘開合記錄和故障時(shí)間類型記錄。

4、遠(yuǎn)程控制操作：中央監(jiān)控中心將變電站里各種電氣設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)與數(shù)據(jù)庫里的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，根據(jù)實(shí)際情況對斷路器，隔離開關(guān)的開合進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。

當(dāng)前無人值班變電站的綜合自動化系統(tǒng)主要包括“四遙”（遙測、遙調(diào)、遙信、遙控）監(jiān)控。但是，只具備這四項(xiàng)功能還不足以實(shí)現(xiàn)對電氣設(shè)備的有效監(jiān)控。在“四遙”的基礎(chǔ)上，增加了對視頻信號和音頻信號的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，以便通過現(xiàn)場的圖像信息及設(shè)備運(yùn)行的聲音信息更加準(zhǔn)確地判斷和分析事故的原因，有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)、處理現(xiàn)場故障。

結(jié)束語

隨著電力系統(tǒng)的日趨復(fù)雜，變電站的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式也越來越復(fù)雜，同時(shí)用戶對供電可靠性的要求也日益提高。這些都是變電站自動化產(chǎn)生和發(fā)展的重要動力，無人值守變電站建設(shè)的設(shè)計(jì)與開發(fā)勢在必行。

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