基于變電站安全運行的監(jiān)控系統(tǒng)分析

蘇州大學(xué) 龔佳驊

基于變電站安全運行的監(jiān)控系統(tǒng)分析

蘇州大學(xué) 龔佳驊

變電站的安全穩(wěn)定運行是電力系統(tǒng)正常運行的基礎(chǔ)保證，在這一基礎(chǔ)上需要對變電站的日常運行狀態(tài)、事故發(fā)生時的及時檢修、事故早處理做到一定的保證，從而阻止事故發(fā)生之后故障的范圍進一步擴大。本文我們立足變電站的安全運行要求對監(jiān)控系統(tǒng)作出分析，以監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計為切入探討實現(xiàn)監(jiān)控的關(guān)鍵技術(shù)，進而保證供電設(shè)施能夠更加適應(yīng)變電站的操作。

電力系統(tǒng)；監(jiān)控系統(tǒng)；事故處理；運行

為了減少電力系統(tǒng)運行中出現(xiàn)的重大問題，對變電站進行安全運行的實時監(jiān)控是非常有必要的。這個過程應(yīng)該有專門的監(jiān)控設(shè)備進行完成，在對變電站進行監(jiān)控的時候，需要掌握一定的操作順序，這在檢修過程中也是非常重要的一個環(huán)節(jié)，能夠有效地防止誤操作的產(chǎn)生。

一、變電站安全運行監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

對于電力系統(tǒng)來講，監(jiān)控系統(tǒng)是保證電力供應(yīng)的主要核心模塊，其中監(jiān)控系統(tǒng)也包括了很多的子模塊，每一個模塊都具有它的特殊功能。在線監(jiān)測系統(tǒng)，SCADA系統(tǒng)、遙視系統(tǒng)采集的大量的在線數(shù)據(jù)和異常報警信息以及各類離線數(shù)據(jù)為變電站的安全運行監(jiān)控提供了足夠的信息數(shù)據(jù)來源，其中的多信息源主要是由變電站中的數(shù)據(jù)信息進行處理之后在經(jīng)過整合才形成的，包括警報信息、遙視信息以及預(yù)告性質(zhì)的信息。例如警報信息主要是經(jīng)過一些等級排序之后，對一次信息做出檢測功能，得出是否發(fā)出警報及發(fā)出何等級的警報。監(jiān)控系統(tǒng)的相應(yīng)模塊主要是將發(fā)生異常的模塊及時進行處理，針對信息作出具體的分析，通過分析故障找到發(fā)生的具體原因，由于什么原因才會造成這類事故的發(fā)生，要明確在事故發(fā)生的時候需要采取什么樣的措施拯救，事故發(fā)生之后會對整個系統(tǒng)造成什么樣的影響，經(jīng)過分析之后在得出解決事故的正確措施，通過分析形成正確的事故維修報告。

在變電站中的監(jiān)控系統(tǒng)中采用的主要方案就是通過數(shù)字傳輸，以IP的形式進行對所控制監(jiān)控點的管理，其中監(jiān)控系統(tǒng)中的攝像頭主要是通過一種視頻接線的形式與編碼器進行連接，再經(jīng)由視頻編碼器將其處理為IP數(shù)據(jù)，然后通過網(wǎng)絡(luò)將這一數(shù)據(jù)向監(jiān)控中心進行傳送，在傳送過程中這些數(shù)據(jù)將被分為兩路，其中一路主要是進入主機進行編碼的解碼，然后將通過顯示設(shè)備進行顯示，另外的一組數(shù)據(jù)會被存入存儲設(shè)備，以數(shù)字的形式被進行儲存。這種形式的優(yōu)勢就是能夠更好地實現(xiàn)對靈活性的擴展，盡管監(jiān)控數(shù)量越來越多，但是并不需要對樹干的網(wǎng)絡(luò)進行一定的改動，就能夠靈活的實現(xiàn)。另外還具有方便管理的優(yōu)勢，能夠?qū)γ恳恍枰芾淼谋O(jiān)控點進行就近分配，通過權(quán)限管理能夠?qū)γ恳粋€需要監(jiān)控的人員以及部門進行實時控制。

圖1 某變電站安全運行監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

如上圖監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖所示，隨著電力技術(shù)的發(fā)展我國多數(shù)變電站已經(jīng)實現(xiàn)了光纖傳輸連接，在安全運行工作中融合了SMT系統(tǒng)，可以實現(xiàn)更加有效的監(jiān)控與調(diào)度管理。

二、變電站中進行安全監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)所需的關(guān)鍵技術(shù)

在進行監(jiān)控的時候需要的技術(shù)主要有對所需采集的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理、對報警聚類算法進行相應(yīng)的研究、通過融合設(shè)備進行一些在線的信息監(jiān)測以及常規(guī)異常信息處理、對監(jiān)控系統(tǒng)中的知識流進行處理與研究、工作人員進行在線的安全評估等。

對采集來的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理。監(jiān)控系統(tǒng)中的異常數(shù)據(jù)主要都是經(jīng)過相關(guān)的測控單元進行采集的，主要通過計算機中的主模塊對這些數(shù)據(jù)進行分析，在由在線監(jiān)測的到的數(shù)據(jù)中的測量反應(yīng)電壓設(shè)備的相關(guān)絕緣情況，這樣的做法在一定程度上能夠保證所得數(shù)據(jù)的的真實性以及有效性。但是這中間還是有很多的不確定因素存在的，很多的數(shù)據(jù)由于受到諸多因素的影響很容易出現(xiàn)失真的情況，由于很多數(shù)據(jù)都是有差別的，所以在對系統(tǒng)進行分析的時候會有很多的不便，所以這就需要我們能夠進行一些預(yù)處理。

對報警算法進行研究。由于系統(tǒng)中可能還會存在很多的無用因素，那么一旦發(fā)生事故，這些因素就會對系統(tǒng)造成干擾，所以在事故發(fā)生的時候也很可能存在很多種錯誤。利用報警聚類算法能夠在一定程度上解決這些問題，在解決問題的時候要有輕重緩急之分，最重要的問題優(yōu)先解決，一些無關(guān)緊要的問題可以稍后再進行處理，不要讓這些問題分散工作人員們的注意力，所以這就要求變電站值班員在遇到事故故障的時候有優(yōu)先排序。

監(jiān)測以及分析異常信息。在進行故障信息分析的時候，監(jiān)控系統(tǒng)提供的結(jié)果的正確性會在很大程度上面受到所獲得的信息的影響，任何信息都是存在一定的不確定性質(zhì)的，在線監(jiān)測器是對變電站相關(guān)系統(tǒng)的狀態(tài)進行監(jiān)視，起著反映當(dāng)前設(shè)備信息的功能。

對知識流的處理研究。在對實時數(shù)據(jù)經(jīng)過處理之后系統(tǒng)會顯示故障的主要原因，故障發(fā)生的位置，故障解決的大致所需要的時間以及本次故障大致會引起的損失等。對于不同的故障位置需要值班員能夠采取不同的故障解決措施，如果不加區(qū)分就進行故障排除的話可能會影響故障消除的效果，對于值班員的生命安全也是存在一定的威脅性的。所以說在監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控到系統(tǒng)異常的時候，對于事故的處理流程以及按照故障類型的特點進行整治是非常必要的，在確立突發(fā)事故的時候需要工作人員能夠及時的定向操作、對整個變電站進行運行檢修，在之后對相關(guān)人員的工作水平進行考核。

對安全性進行在線評估與研究。在變電站運行的時候，對相關(guān)電氣設(shè)備進行一些定量評估，是依靠在系統(tǒng)具有供電可靠性的要求之上的，應(yīng)當(dāng)以實際統(tǒng)計作為基礎(chǔ)，對待能力公司或者是供電系統(tǒng)做出合理的可發(fā)展實施原則，如果監(jiān)控系統(tǒng)缺乏可靠的評估研究，那么就會對實際運行狀態(tài)造成一些不必要的麻煩。

另外還有的變電站可以采用先進的科學(xué)技術(shù)手段，通過視頻監(jiān)控在一些沒有工作人員值班的工作地點進行布控，通過攝像頭反饋回來的信息來作出系統(tǒng)檢修維護的一些決定，這些攝像頭以及相關(guān)的設(shè)備進行結(jié)合，能夠在一定程度上實現(xiàn)對入侵因素的識別和及時反饋。一旦系統(tǒng)出現(xiàn)煙火事故或者是有非法停車現(xiàn)象發(fā)生，那么這些已經(jīng)聯(lián)網(wǎng)相連的設(shè)備之間就能夠?qū)崿F(xiàn)信息互通，再通過網(wǎng)絡(luò)做到及時的將這些發(fā)生故障的信息反饋給相關(guān)的工作人員，以便與他們及時的采取一些措施進行挽救或者處理。

三、結(jié)語

無論是要實現(xiàn)對變電站安全運行監(jiān)控系統(tǒng)質(zhì)量的提升，還是要將電力資源進行地區(qū)范圍有效的調(diào)度，都需要我們更加合理和科學(xué)的控制系統(tǒng)技術(shù)。這些目標(biāo)的實現(xiàn)是需要將電力系統(tǒng)各種功能進行綜合的。想要更好的完成這一要求，就需要工作人員能夠?qū)⒉僮髯兊酶唵位⒐芾泶胧└拥闹悄芑?，以此來保證對監(jiān)控系統(tǒng)的有效應(yīng)用。另外由上文中所提及的電力系統(tǒng)的一些特點也能夠幫助我們更好地實現(xiàn)變電站在運行時的整體安全水平，可以保證在變電站運行的時候更加的穩(wěn)定并且安全系數(shù)也更高，同時通過監(jiān)控系統(tǒng)進行故障檢測和預(yù)防，能夠更好的降低變電站在運行時的工作成本，可以更好地提升電力效益發(fā)揮。

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