淺談變電站智能輔助控制系統(tǒng)的優(yōu)化

左波

摘要：為順應(yīng)智能電網(wǎng)快速發(fā)展建設(shè)趨勢，全面提升變電站輔助系統(tǒng)智能水平，本文將結(jié)合當前變電站輔助設(shè)施運行管理現(xiàn)狀，對變電站輔助控制系統(tǒng)有針對性地進行信息化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化、智能化方面的技術(shù)論證與優(yōu)化改造，實現(xiàn)變電站輔助設(shè)備的高效性、兼容性、智能性管理。

1.變電站輔助控制系統(tǒng)優(yōu)化改造背景

保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行對國民經(jīng)濟和社會的發(fā)展意義重大，隨著社會的進步與智能電網(wǎng)的發(fā)展，隨著大檢修體系建設(shè)的延伸，變電站無人值班的深化推進，智能設(shè)備的普遍應(yīng)用，對保障電網(wǎng)設(shè)備安全運行的安防、環(huán)境、運行狀況進行監(jiān)控的輔助設(shè)施控制系統(tǒng)重要性日益凸顯，對其高效性、兼容性、智能性提出了更高要求。

為滿足變電站安全運行及無人值守要求，目前變電站內(nèi)建設(shè)了多套輔助系統(tǒng)，一般包括視頻、消防、門禁、空調(diào)、照明、環(huán)境等輔助控制子系統(tǒng)。由于相關(guān)系統(tǒng)建設(shè)先后不一，生產(chǎn)廠家參差不齊，輔助設(shè)備建設(shè)規(guī)范未全面推廣，導(dǎo)致當前輔助控制系統(tǒng)普遍存在以下缺點：

1.1標準不一、互不兼容

變電站各個輔助系統(tǒng)存在多廠家設(shè)備共存，數(shù)據(jù)規(guī)約格式各不相同，技術(shù)標準互不統(tǒng)一、互不兼容的情況；變電站內(nèi)形成了輔助設(shè)施的多個信息孤島，無法滿足無人值守變電站集中管理、統(tǒng)一監(jiān)控的要求，導(dǎo)致變電站的安全穩(wěn)定運行存在較大的隱患。

1.2遠方控制和聯(lián)動手段缺乏

目前變電站輔助設(shè)施的自動化程度較低，部分設(shè)施需要人工手動就地控制，無聯(lián)動機制與遙控功能，同時各子系統(tǒng)的信息監(jiān)測與控制功能脫節(jié)，無法根據(jù)變電站運行維護的需求實現(xiàn)智能調(diào)節(jié)與自動控制等高級應(yīng)用。

1.3管理及監(jiān)控模式落后

各輔助設(shè)施由于缺乏智能化、主動化的管理手段，變電站多采用人為主觀判斷的被動監(jiān)控模式，很容易由于人為原因?qū)е抡`報、漏報信號的現(xiàn)象。

綜上所述，對變電站現(xiàn)場輔助控制系統(tǒng)進行優(yōu)化改造勢在必行

2變電站輔助控制系統(tǒng)優(yōu)化改造策略

2.1優(yōu)化改造的理論依據(jù)

通過組建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺和協(xié)議，實現(xiàn)各子系統(tǒng)之間信息共享和交互功能。采用統(tǒng)一的規(guī)約將各類信息接入平臺，為智能化運行方式的實現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。

項目采用標準的IEC104規(guī)約協(xié)議，實現(xiàn)變電站與中心主站平臺聯(lián)網(wǎng)，該協(xié)議是電力系統(tǒng)標準規(guī)范協(xié)議，本次建設(shè)制定了一套標準的變電站輔助系統(tǒng)互聯(lián)通訊協(xié)議，可以避免未來的建設(shè)過程中由于不同廠家參與出現(xiàn)協(xié)議不統(tǒng)一，從而影響系統(tǒng)互聯(lián)的問題。

2.2優(yōu)化改造技術(shù)策略

2.2.1為實現(xiàn)變電站輔助系統(tǒng)遠程聯(lián)網(wǎng)，分別進行了以下5個方面改造：

1）消防監(jiān)控系統(tǒng)信息數(shù)字化及網(wǎng)絡(luò)化改造：原有信息為模擬信號，經(jīng)改造后，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化信息協(xié)議傳輸，遠程可以監(jiān)測到每個探頭運行情況；

2）周界防范系統(tǒng)信息數(shù)字化及網(wǎng)絡(luò)化改造：原有信息為模擬信號，經(jīng)改造后，實現(xiàn)電子圍欄報警信號網(wǎng)絡(luò)上傳；

3）門禁系統(tǒng)信息數(shù)字化及網(wǎng)絡(luò)化改造：實現(xiàn)大門遠程控制功能，配合工作票制度，實現(xiàn)進出人員授權(quán)和遠程后臺記錄；

2.2.2在各項輔助設(shè)備信息化、網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)上實現(xiàn)智能化應(yīng)用，進行了以下5個方面的改造：

1）安全防衛(wèi)智能化應(yīng)用：實現(xiàn)（視頻監(jiān)控、電子圍欄、照明控制、聲光警示、門禁控制）智能聯(lián)動，安全保衛(wèi)技術(shù)手段滿足事前預(yù)防、事中控制、事后取證三方面要求。

2）出入管理智能化應(yīng)用：要求結(jié)合變電站出入開票制度，實現(xiàn)（門禁、視頻監(jiān)控）智能聯(lián)動，按照工作票的操作區(qū)間和時限，控制出入時間和場所，能夠?qū)崿F(xiàn)一卡全站應(yīng)用，解決傳統(tǒng)鑰匙出入的弊端。

3）信息告警智能化應(yīng)用：（消防系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、視頻監(jiān)控、控制類設(shè)備）智能聯(lián)動。過去變電站消防系統(tǒng)的主要功能是消防信息告警，智能聯(lián)動改造后實現(xiàn)消防系統(tǒng)與門禁控制聯(lián)動（解除）、與排風風機（啟動）聯(lián)動，同時實現(xiàn)告警信息自動上傳遠程監(jiān)控后臺，并結(jié)合現(xiàn)場視頻信息。環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)智能聯(lián)動實現(xiàn)了溫濕度信息與（空調(diào)、排風風機）聯(lián)動，根據(jù)環(huán)境監(jiān)測設(shè)定值，自動聯(lián)動相關(guān)區(qū)域環(huán)境控制設(shè)備（空調(diào)或風機），同時實現(xiàn)告警信息自動上傳遠程監(jiān)控后臺，并結(jié)合現(xiàn)場視頻信息。

2.2.3技術(shù)方案

采用IP網(wǎng)絡(luò)分布式信息傳輸方式

3.變電站輔助系統(tǒng)優(yōu)化改造成效

3.1空調(diào)系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測與運行自動化：按照環(huán)境設(shè)定條件自動運行，自動判斷運行狀態(tài)是否正常，異常情況告警提示。

3.1.1變電站各設(shè)備室的空調(diào)能根據(jù)室內(nèi)溫濕度情況進行自動投入，保證室內(nèi)設(shè)備運行環(huán)境的最優(yōu)化。

3.1.2 空調(diào)能實現(xiàn)遠方投退，避免空調(diào)在不必要的情況下長期運行，降低空調(diào)故障率，延長空調(diào)使用壽命，降低維修成本。

3.1.3 站內(nèi)空調(diào)發(fā)生故障，能自動將故障告警信息發(fā)送至監(jiān)控主機，運維人員能迅速掌握空調(diào)故障情況，及時安排空調(diào)修理，縮短故障時間，而改造前只能結(jié)合下次巡視周期才能發(fā)現(xiàn)空調(diào)故障情況。

3.2風機系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測與運行自動化：按照環(huán)境設(shè)定條件自動運行，自動判斷運行狀態(tài)是否正常，異常情況告警提示。

3.2.1 變電站各設(shè)備室的風機能根據(jù)室內(nèi)溫濕度情況進行自動投入，保證室內(nèi)設(shè)備運行環(huán)境的最優(yōu)化。

3.2.2 風機能實現(xiàn)遠方投退，避免風機在不必要的情況下長期運行，降低風機故障率，延長風機使用壽命。

3.2.3 站內(nèi)風機發(fā)生故障，能自動將故障告警信息發(fā)送至監(jiān)控主機，運維人員能迅速掌握風機故障情況，及時安排風機修理，縮短故障時間，而改造前只能結(jié)合下次巡視周期才能發(fā)現(xiàn)風機故障情況。

3.3照明系統(tǒng)投切智能化：為減少操作環(huán)節(jié)，和相應(yīng)操作自動關(guān)聯(lián)，如視頻查看。

3.3.1 能遠方實現(xiàn)站內(nèi)照明系統(tǒng)的投退，如晚間配合工業(yè)電視系統(tǒng)使用，改造前的視頻系統(tǒng)在晚間光線不佳的情況下無法實現(xiàn)監(jiān)視功能，改造后通過遠方控制燈光投入，使視頻監(jiān)控在晚間也能達到最佳效果。為晚間監(jiān)視站內(nèi)設(shè)備運行情況和晚間防盜提供了有力保障。

3.3.2 照明系統(tǒng)的自動投退大幅降低照明系統(tǒng)工作時間，延長燈具使用壽命。

3.4環(huán)境信息系統(tǒng)告警上傳自動化：以闕值為基準，告警信息自動上傳。

3.4.1 能實現(xiàn)站內(nèi)雨量和風速的實時監(jiān)測，相關(guān)數(shù)據(jù)及時上傳至監(jiān)控主機，使運維人員隨時掌握變電站的氣候條件和設(shè)備運行環(huán)境，為是否安排特巡提供可靠依據(jù)。

3.4.2 通過安裝于電纜溝內(nèi)的水量監(jiān)測裝置，可以準確的判斷汛期站內(nèi)進水的情況，而改造前只能在汛期安排派運維人員進行特巡，增加了人力物力的消耗

3.5門禁信息系統(tǒng)權(quán)限界定化：以后臺權(quán)限設(shè)定為基準，限定人員出入范圍

3.5.1 對外單位辦理電話許可的工作，可通過遠方操作門禁系統(tǒng)，僅開放該工作所需要進入的場所，避免外單位人員隨意進出任意場所的管理漏洞。

3.5.2 變電站內(nèi)任意一張門如果出現(xiàn)被打開的情況，遠方監(jiān)控主機都能收到相應(yīng)信息，同時臨近攝像頭自動轉(zhuǎn)至預(yù)置位，運維人員可進一步判斷是否發(fā)生失盜事件，或者外單位人員工作結(jié)束后，未做到“人走門關(guān)”的情況。

3.6安防監(jiān)控（周界防范）系統(tǒng) 周界告警現(xiàn)場處理自動化：協(xié)議信息為基準，現(xiàn)場告警信息精確化，自動關(guān)聯(lián)照明、視頻其他輔助系統(tǒng).

3.6.1 站內(nèi)周界防范系統(tǒng)動作后，告警信息及時上傳至監(jiān)控主機，并自動啟動照明系統(tǒng)，運維人員可通過控制視頻監(jiān)控系統(tǒng)，檢查是否確有外界人或物闖入變電站的現(xiàn)象。

3.6.2 該裝置運行后，曾發(fā)生過夜間有樹枝掛落在周界防范系統(tǒng)上導(dǎo)致安防系統(tǒng)告警的事件，當時運維人員通過調(diào)整攝像頭角度，了解這一情況后，及時通知門衛(wèi)人員清除樹枝，避免了樹枝繼續(xù)吹落至站內(nèi)設(shè)備上引起事故的發(fā)生。

3.7視頻監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動自動化：作為各類告警信息上傳聯(lián)動基本信息。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)與燈光系統(tǒng)聯(lián)動，解決了改造前視頻監(jiān)控系統(tǒng)在晚間失去作用的弊端。

通過改造后變電站智能輔助控制系統(tǒng)上述功能的實現(xiàn)，下列成效明顯：

一是提高了工作效率

明顯提高工作效率。在以往的模式下，輔助設(shè)備只有巡檢人員到達現(xiàn)場才能發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患以及運行情況，通過當前采用技術(shù)手段可以方便的配合巡檢流程方便的及時、快速的處理存在的問題，大幅提高了工作效率。

二是提高了人力資源利用率

人力成本的提高是當前企業(yè)面臨的重要問題，提高人力資源的利用率，做到減員增效，一直是電網(wǎng)企業(yè)的目標和追求。采用智能輔助控制系統(tǒng)一體化管理模式，實行集約化的統(tǒng)一管理，提高了工作效率。同時，配置的值守門衛(wèi)人力資源及相關(guān)費用得到明顯節(jié)省。

4.結(jié)束語

作為一個關(guān)乎變電站安保、變電設(shè)備運維的信息系統(tǒng)，變電站輔助控制系統(tǒng)需要緊密結(jié)合新技術(shù)，實踐新應(yīng)用，在系統(tǒng)的改造、建設(shè)中遵循安全、穩(wěn)定的架構(gòu)和高效、便捷的應(yīng)用，貼合電網(wǎng)設(shè)備設(shè)施安全穩(wěn)定運行及運維高新的需要，不斷改進完善。