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智能变电站监测系统的设计与研究

智能变电站监测系统的设计与研究
智能变电站监测系统的设计与研究

智能变电站监测系统的设计与研究

发表时间:2017-03-09T10:56:22.903Z 来源:《电力设备》2017年第1期作者:晏云桥李江红赵睿[导读] 如今,伴随着工业4.0的到来,整个社会的用电负荷逐年增加,必须保证用户安全可靠的使用电能。

(国网辽宁省电力有限公司鞍山供电公司辽宁省 114002)摘要:如今,伴随着工业4.0的到来,整个社会的用电负荷逐年增加,必须保证用户安全可靠的使用电能,为此国家提出大力发展智能电网。近年来,无线网络技术也有了一些新的突破,无线网络的优势逐渐得到认可,其带来的结果是越来越多的无线网络技术应用于智能电网的各个环节。采用智能化设备的智能变电站是智能电网的重要组成部分,其能否稳定的运行决定了用户能否可靠的使用电能,而变电

站的监测系统可以实时监测到变电站内重要设备的运行状态,从而大大提高了供电的质量和供电的可靠性。

关键词:智能变电站;监测系统;设计;研究

一、系统总体设计方案

变电站监测系统主要完成对变电站内的温度监测、湿度监测、SF6监测、电缆沟水位监测以及实现智能门禁功能,包括ZigBee网络单元、本地监控中心、远端服务器三个部分。此监测系统的终端节点通过传感器获取站内电力设备的温度、室内外湿度、SF6是否泄漏以及门禁等信息,这些信息通过ZigBee无线网络以多跳的方式发送至ZigBee协调器节点,最后ZigBee协调器节点把这些信息通过串口送至上位机,也就是本地监控中心。上位机一方面把这些信息实时显示并存储至本地数据库,另一方面上位机通过光纤把这些信息发送给远端服务器。

二、系统的硬件设计

1、主芯片的选择

由于ZigBee的种种优势,各大半导体厂商陆续推出了基于IEEE802.15.4标准的射频芯片,常见的有TI公司的CC2430和CC2530,Ember公司的EM250、EM351以及EM357,Freescale公司的MC1319X系列和MC132XX系列。分析常见的ZigBee射频芯片的特点,本系统使用TI公司的CC2530芯片和Z-Stack协议栈完成ZigBee网络单元的功能。

2、协调器节点硬件设计

协调器节点的硬件包括电源电路、天线电路、复位电路、显示电路、晶振电路、串口电路以及JTAG接口。CC2530需要一个32MHz晶振和一个32.768KHz晶振。32MHz晶振用于RF工作,32.768KHz晶振用于睡眠定时器和看门狗。CC2530低电平复位有效,正常工作时RESET引脚由R2拉高成高电平,按下S1按键,RESET引脚由高变低。

3、路由器节点硬件设计

路由器节点硬件与协调器节点硬件类似,不同的是路由器节点并不需要串口电路,路由器节点和协调器节点主要通过程序实现各自的功能。

4、终端设备节点的硬件设计

终端节点的CC2530晶振电路、复位电路等核心电路和路由器节点、协调器节点一致。终端节点主要的任务是通过不同的传感器完成数据的采集,而且一般情况下终端节点是周期性的进行数据采集,大部分时间处于休眠状态,因此终端节点的电源电路可采用四节7号电池供电的方式供电。但是为了保证门禁的安全性RC522终端节点使用电源加电池的方式供电,SF6气体监测终端由于功耗比较大,也采用电源供电的方式。为了更高效的使用电池,采用电池供电的终端节点没有显示电路。

三、系统的软件设计

ZigBee标准体系包括ZigBee协议栈标准、ZigBee网关标准以及ZigBee网桥标准。Z-Stack协议栈是一种半开源协议栈,其路由模块、安全功能模块以库的形式封装起来。本设计使用的Z-Stack协议栈版本为2.5.1a对应ZigBee2007规范版本。

1、Z-Stack协议栈工作流程

Z-Stack协议栈启动时首先进入main函数,进行初始化工作后进入无限循环OSAL操作系统函数。OSAL主要完成任务的注册、初始化、启动以及任务间的调度和互斥等工作。OSAL操作系统是一个无限循环的函数,此函数在完成任务初始化后,首先判断MAC层有没有事件触发,有则处理事件,若没有则判断网络层有没有事件触发,若网络层有事件触发则处理事件,若没有则依次判断Hal层和MT层有没有事件要处理,若没有,最后判断应用层有没有事件要处理,判断结束之后返回,重新判断MAC层有没有事件要处理。

2、ZigBee节点软件设计

ZigBee节点上电以后,首先会判断自己是协调器、路由器还是终端设备。如果是协调器,进行初始化以后进行信道扫描然后建立网络,最后进入到网络监听状态。当收到数据时,首先判断是否是其他节点的入网申请,如果是入网申请,判断是否有空闲的地址,有空闲地址就分配16位短地址,没有空闲地址就返回监听状态。若不是入网申请,则进入数据处理函数,处理完成后返回。如果是路由器,初始化完成后执行信道扫描,然后发送入网请求,入网成功后进入网络监听状态。当收到数据时进入数据处理函数,处理完成后返回。如果是终端设备,初始化完成后执行信道扫描,然后发送入网请求,入网成功后进入休眠状态。当收到数据时进入数据处理函数,处理完成后返回。

3、上位机软件设计

上位机软件使用LabVIEW编写,作为图形化的编程语言,LabVIEW具有简单易学,开发效率高等优点,LabVIEW又称为“G”语言,也是一种高级语言。本系统由于需要采集、存储以及查询大量数据,所以需要使用数据库来满足要求。LabVIEW提供了一个可以操作数据库的工具包—LabVIEW数据库链接工具包,通过此工具包可以很方便的实现数据库表的建立和删除、记录的添加和删除以及查询数据库中的记录等功能。但是此工具包并不能创建一个数据库,只能对已经存在的数据库文件进行操作,本系统数据库的创建使用的软件是微软公司的MicrosoftOfficeAccess。

四、ZigBee功能测试

ZigBee网络单元实现了把变压器的油温和绕组温度、电缆头的温度、蓄电池的温度、以及室内外的温湿度、站区SF6气体泄漏信息、电缆沟水位以及门禁信息通过ZigBee自组织网络发送至ZigBee协调器,ZigBee协调器通过串口发送至上位机。因此首先使用串口调试助手查看ZigBee网络终端节点发送的数据是否正确。

电力系统无人值守变电站智能视频监控方案

电力系统无人值守变电 站智能视频监控方案 Document number:WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT

电力系统无人值守变电站智能视频监控方案 分布在各地的变电所(站)作为电力传输的重要环节,由于无人值守,重要设备经常被盗窃或破坏,给整个电网的安全运行造成重大隐患,确保各变电所(站)的安全运行非常重要。变电站目前采用的监控系统是基于灯光控制器、云台控制器、视频切换器、数字图像编码器、视频服务器等构成的系统,各变电所的图像信息通过电力专网(E1)上传到监控中心,可以实现现场图像实时浏览和外设控制功能。 变电站监控系统采用传统视频监控技术和红外探测技术,在实际应用中都会产生大量的漏报警和误报警,需要人工进行判别处理,延误处警时机。 代理澳大利亚IQ智能视频分析服务器系列,利用先进的模式识别和人工智能技术,能够实现重要区域的入侵检测、物品盗移和滞留检测,并实时提供预警和现场报警等有用信息,适合各种复杂环境下的安保视频监控。 本方案为解决变电站因数量众多且无人值守的管理难度而提出的机器视觉智能化解决方案。 变电站监控对象主要分为室内和室外两部分,室内主要针对破门或强行开门而入,对室内的各类设施进行偷盗和破坏;室外主要是防范变压器铜芯等设施被偷盗和破坏。防止进入危险区域也是变电站监控的重要目标。此外,变电站的维护也需要有效监控,维护人员进入变电站,需要留下现场证据作为主管部门或科室的备案资料。 具体来说,系统需求主要包括如下几个方面: 1. 防止室外的变压器等设备被盗或被破坏。 2. 防止人或大型动物进入危险区。 3. 防止室内的重要设备被盗或被破坏。 4. 大大提高报警的准确率,减少误报率; 5. 极大的减少甚至消除漏报警; 6. 事件发生前提供实时预警; 7. 事件发生时提供现场报警并及时通知监控中心; 8. 保留事件现场有力证据。 智能视频分析产品针对此类需求提供了全面的解决方案,该产品自动进行运动目标检测、识别和跟踪,并根据预先设定的监控规则进行智能分析和判断,对可能发生的安全事件及时预警,

智能变电站辅助系统综合监控平台介绍

智能变电站辅助系统综合 监控平台介绍 Prepared on 24 November 2020

智能变电站辅助系统综合监控平台 一、系统概述 智能变电站辅助系统综合监控平台以“智能感知和智能控制”为核心,通过各种物联网技术,对全站主要电气设备、关键设备安装地点以及周围环境进行全天候状态监视和智能控制,完成环境、视频、火灾消防、采暖通风、照明、SF6、安全防范、门禁、变压器、配电、UPS等子系统的数据采集和监控,实现集中管理和一体化集成联动,为变电站的安全生产提供可靠的保障,从而解决了变电站安全运营的“在控”、“可控”和“易控”等问题。 二、系统组成 (一)、系统架构 (二)、系统网络拓扑

交换机服务器 站端后台机 网络视频服务器 门禁 摄像摄像头 户外刀闸温 蓄电池在线监测开关柜温度监测 电缆沟/接头温度监测SF6监测 空调仪表 电压UPS 温湿度电流烟感 电容器打火红外对射 门磁 非法入侵玻璃破碎电子围栏 水浸 空调 风机灯光 警笛 警灯 联动 协议转换器协议转换器协议转换器 消防系统 安防系统 其他子系统 TCP/IP 网络 上级监控平台 采集/控制主机 智能变电站辅助系统综合监控平台将各种子系统通过以太网或 RS232/485接口进行连接,包括前端的摄像机、各种传感器、中心机房的存储设备、服务器等,并通过软件平台进行集成和集中监视控制,形成一套辅助系统综合监控平台。 (三)、核心硬件设备:智能配电一体化监控装置 PDAS-100系列智能配电一体化监控装置,大批量应用在变电站、开闭所 和基站,实践证明产品质量的可靠性,能够兼容并利用现有绝大部分设备,有效保护客户的已有投资。能够实现大部分的传感器解析和设备控制,以及设备内部的联动控制,脱机实现联动、报警以及记录等功能。工业级设计,通过EMC4级和国网指定结构检测。 智能配电一体化监控装置是针对电力配电房的电缆温度以及母线温度无 线检测,变压器运行情况以及油温检测、配电、环境、有害气体以及可燃气体

智能变电站运维模式探究

智能变电站运维模式探究 发表时间:2016-10-13T15:35:53.330Z 来源:《电力设备》2016年第14期作者:蒲寅 [导读] 在信息技术的带动下,智能变电站的应用范围进一步扩大,在确保电力输送系统的安全可靠前提下,为人们的生产生活提供了更多的便利。 (国网青海省电力公司海东供电公司青海省海东市 810600) 摘要:在信息技术的带动下,智能变电站的应用范围进一步扩大,在确保电力输送系统的安全可靠前提下,为人们的生产生活提供了更多的便利。相对于传统的变电站运维模式来讲,智能变电站的运行维护工作要求更高,其最终目的是提高电力系统运行的稳定可靠,减少风险的发生,从而满足社会发展对于电力能源的多层次需求。据此本文就从管理的角度入手,对当前智能变电站的运维模式进行了分析和研究。 关键字:智能变电站;运维模式;管理控制 智能变电站的技术支持是以计算机技术、控制技术以及通信技术等为主的,在先进技术的支持下对电气一次设备、二次设备等进行调控,进而完成自动化、智能化以及信息化管理的过程。随着我国电力事业的长足发展,智能变电站设施越来越完善,这就为电力系统的高效运行提供了技术上的保障,减少了运行的风险,可以为国民经济提供更为可靠的电力支持,对于它的运维管理也是极其重要的一项工作,使其功能发挥的内在必需。 1.智能变电站运维模式 智能变电站作为科学技术创新发展的产物,它的运维模式内容主要涉及到变电站的建设、运行周期的确定、工程的验收以及日常的检查和维护等等,相对于传统的变电站来说,它的电力输送管理和输送过程控制更为规范有序,可以有效确保电力系统运行的稳定可靠。从它的实际应用来看,它的功能作用可以归结为两部分,即对电力系统的控制、检测以及警告报警,这两个作用都是确保电力系统正常运行的重要保障,也是电力输送不可缺少的一种措施,最终目的是减少系统运行风险的产生,提供供配电质量。 实际上,在整个电网的运行中,智能变电站属于是一个智能节点,调度中心的调度人员按照自身的意愿,把所要执行的指令信息传输给变电站,智能变电站的工作人员可以根据指令对数据信息进行汇报、操作以及记录等,这一系列工作的实现是自动完成的,这样也就确保了电网系统运行的安全性和稳定性。 2.智能变电站运维模式现状 2.1巡视模式 从当前实际来看,智能变电站的运维模式并不是很理想,它的基础是巡视检修工作,巡视人员在对变电站多个系统环节进行巡视检查时,可以及时发现其中存在的问题,进而解决处理。而当前电网规模不断扩大,电负荷急剧增加,它所存在的问题一方面来自于设备管理的复杂化,另一方面来自于工作人员的技术水平不足,在不同的电压等级中,变电站的巡视工作模式会有较大的差异,具体如下所示: 2.2检修模式 智能变电站的检修模式包含有三方面内容:第一,检修周期安排。在这方面内容中,需要先对设备所需要进行检修的原因进行分析,正常状态下,可以依据变电站内实际运行周期来完成检修;第二,检修内容。根据故障检修的条件,要根据设备故障所带来的一系列影响来确定检修的周期和内容,在正常检修状态下,一般是对重要设备进行清扫和试验为主;第三,检修现状分析。这方面需要依据设备运行的实际年限、设备故障发生的时间以及故障范围的大小等来灵活制定检修计划,一方面要注重预防性检修,另一方面还要进行预知性检修,做到防患于未然。 3.智能变电站运维模式的具体分析 3.1状态巡视 对智能变电站进行状态检修离不开科技信息技术的支持,在先进技术的应用下可以保证巡检的彻底完整。在传统的状态巡检模式下,存在着分析不准确、信息统计不健全的现状,但是智能化的状态巡视则不同,它有三种形式,第一,图像监视系统和安全警卫子系统,它包含有视频服务器、录像设备以及编码器设备等等;第二,火灾自动报警子系统,它包含有探测器、信号模块以及手动报警按钮等;第三,环境监测子系统,它包含有温度传感器以及湿度传感器等等智能化设备。 3.2状态检修 相对于传统的设备检修工作来说,状态检修具有一系列突出特点,首先,在功能发挥方面,它的可靠性非常高,而传统的电力检修工作存在着较大的随意性,很难再检修周期内发现故障,但是,状态检修就具有明显的实时性,可以在故障出现前发现问题,并采取措施解决,进而保证了电气系统运行的稳定性;其次,这种检修方式具有明显的经济性特征,它在故障发生之前就可以发出警报信息,实现对电力设备的准确分析和评价,也就避免了电力设备出现较大的停电现象,减少了经济损失;第三,它的目的性很强,依据变电站电气设备的结构构成特点和实际运行的数据,可以准确判断出设备是否发生了故障。 3.3成效效果分析 在状态巡视模式下,智能变电站的检修制度会愈加完善,这对电力企业的专业管理以及设备管理水平的提升是具有重要促进作用的。在没有采用这种巡检模式之前,在电网的变电系统结构中,主要采用的是统一固定的周期巡检模式,而且在实际巡视中也没有明确的重点,而在采取状态巡视之后,对于巡视周期可以进行及时的调整,这样就可以大大减轻运行人员的工作压力。此外,从运检质量角度来考虑的话,采用科学的方式可以对变电站进行有效检修,有利于电网系统的安全水平提升,与此同时,还可以降低智能变电站中的运维成

智能变电站综合监控系统解决方案

智能变电站综合监控系统解决方案 变电站作为电网“大动脉”的枢纽,在国家电网中具有举足轻重的作用。保证变电站的安全、可靠、稳定运行,实行对智能变电站的高效管理,对于打造坚如磐石、固若金汤的“坚强智电网”具有重要的意义。为了提升电力调度自动化以及电力生产安全管理水平,继遥测、遥信、遥控、遥调之后,遥视系统与其他安防技术的整合应用成为智能变电站建设的热点,并成为智能变电站智能辅助系统的重要组成部分。为了满足智能变电站电力调度自动化、安全管理的应用需求,朗驰推出了具有先进性、实用性、智能性、兼容性、可扩展性等特点的智能变电站综合监控系统解决方案。 变电站视频监控需求分析 变电站监控系统所承担的任务主要有两个方面:一是安全防范;二是保障变电站设备的正常运行。安全防范方面,主要是通过在围墙、大门等区域安装摄像机、防盗探测器来防止非法闯入,保障变电站空间范围内的建筑、设备的安全,防盗、防火。在重点部位,摄像机实现24小时不间断全天候录像,并与报警系统、消防系统等实现联动。变电站设备运行保障主要是通过摄像机、灯光联动来监视主变压器等重要设备,监视场地和高压配电间设备的运行状态,通过图像监控结合远程和本地人员操作经验的优势,避免误操作。同时,监控系统对主控室设备仪表盘、操作刀闸等设备进行监控,并配合其他系统(如变电站综合自动化系统等)的工作。在发生突发事件之后,通过与主站的双向音视频交流而进行事件应急处理。 变电站综合监控系统解决方案 变电站综合监控系统主要由视频监控系统、安全防范系统、综合监管平台、网络传输系统等构成。根据变电站综合监控系统的硬件组成,同时结合变电站综合监控应用的实际需求与特点,我们将整个变电站综合监控系统分为4个系统层次,既前端设备层、传输网络层、系统控制层与系统应用层,同时层与层之间采用标准的TCP/IP协议进行通讯,不受网络平台的限制。其系统结构如图一所示。 图一变电站综合监控系统架构图 1、视频监控子系统 在每个前端变电站根据现场需要,在变电站室外和门口处安装相应高速球型摄像机(保证报警时能快速响应进行联动录像),实现对变电站区域内场景情况的远程监视、监听。 在变电站室内(主要是主变室、高压室、地压室等),根据实际情况,可选定点彩色一体化摄像机用于对进出变电站人员进行监视;可根据远程管理人员的命令改变摄像机镜头的方位、角度、焦距等,用于对变电站内设备运行情况、现场环境进行监视。通过摄像机、拾音器采集来的音视频模拟信号接入网络视频编码器,网络视频编码器将摄像机采集的视频信号转化成数字格式的压缩码流后,通过以太网口接入其专用的网络进行传输。前端编码采用目

变电站智能辅助监控系统

变电站智能辅助监控系统

变电站智能辅助监控系统 摘要:介绍了一种变电站智能辅助监控系统,系统以智能控制为核心,对变电站关键设备、安装地点以及周围环境进行全天候的状态监视和智能控制,并能将站端状态、环境数据、火灾报警信息、SF6监测、防盗报警等监测信息传输至调度管理中心。该系统满足了变电站安全生产和安全警卫的需求,具有非常好的推广应用价值。 关键词:智能;监控;网络;变电站 传统的变电站安防智能化系统受传统理念和技术的影响,各个子系统都是孤立的,以至于出现了一种监控“孤岛”现象,无形中降低了系统的实用性、稳定性和安全性,而且增加了投资成本。尤其是现在变电站系统平常的生产过程大量采用无人值守或少人值守的模式。而对于变电站这样的场所来说,远程、实时、多维、自动的智能化综合安保系统是变电站安全运作必备的前提条件。 系统总体设计 根据智能化变电站实际应用需求,把变电站智能辅助控制系统分为三级中心、九大子系统。

三级中心 变电站智能辅助控制系统(以下简称“辅助系统”)为分层、分区的分布式结构,按变电站智能辅助控制省级监控中心、变电站智能辅助控制地区级监控中心、变电站智能辅助控制区域监控中心系统和变电站智能辅助控制站端系统四 级构建,如图1所示。 变电站智能辅助控制系统从区域上分为三级中心,每级中心从技术上都分为主控中心、客户端和接口系统(预留),用于扩充与其他系统之间的衔接,以及WEB浏览功能。主控中心:包含数据库和管理平台,实现数据存储、权限控制、实时监控、配置管理等全部功能。客户端:在变电站和其他必要的地方电脑上安装客户端,根据权限的不同,操作员可以进行相应的监控、管理和操作。接口系统:系统通过采用IEC61850通信规约与综合自动化等系统的接口和联动。WEB浏览:系统另外提供浏览器的方式,供值班和相关人员实时监控每个变电站区域的环境状态、报警状态、人员进出状态等实时状态。 九大子系统 辅助控制系统必须把环境、视频、火灾消防、SF6、防

变电站在线监测配置方案

变电站状态监测系统解决方案 许继昌南通信设备有限公司 2011.11

目录 1、配置表 (1) 2、系统整体方案 (1) 3、产品介绍 (2) 3.1GIS监测相关装置 (3) 3.2变压器监测相关装置 (6) 3.3开关柜监测装置 (10) 3.4避雷器在线监测系统 (14) 3.5站内状态监测主站系统 (14)

1、配置表 根据110kV及以上变电站设备配置监测设备如下: 2、系统整体方案 设备状态监测和诊断的关键是在线监测技术,在线监测技术是实现智能设备状态可视化的必要手段,是状态维修的实现基础,为其提供了实时连续的监测数据和分析依据。有效的在线监测系统可以随时掌握设备的技术状况和劣化程度,避免突发性事故和控制渐发故障的发生,从而提高高压电气设备的利用率,有助于从周期性、预防性维修向状态检修的转变,改善资产管理和设备寿命评估,加强故障原因分析。 在线监测、故障诊断、实施维修整个一系列过程构成了电气设备状态检修工作的内涵。因此,积极发展和应用变电站设备在线监测系统的最终目的就是为了以状态检修取代目前的定期维修,为其提供了分析诊断的依据,是状态维修策略不可或缺的组成部分。智能变电站监测总体方案如下图:

IEC61850-8-1 IEC61850-8-1 智能组件 柜 变电站状态监测典型方案架构 状态监测系统系统结构 1)状态监测系统结构应为网络拓扑的结构形式,变电站内状态监测系统向上作为远方主站的网络终端,同时又相对独立,站内自成系统,层与层之间应相对独立,采用分层、分布、开放式网络系统实现各设备间连接。 2)站控层由状态监测系统综合平台组成,提供站内运行的人机界面,实现监视查看间隔层和过程层设备等功能,形成全站状态监测中心,并与远方主站状态监测系统进行通信。 3)间隔层由计算机网络连接的若干个综合数据集成单元组成(针对专业性较强,数据分析较为复杂的监测项目)。过程层由若干个监测功能组IED及状态监测传感器组成。 站控层综合数据单元均与过程层监测功能组主IED整合为状态监测IED,以减少装置数量,节约场地布置空间。过程层传感器由一次厂家成套。 4)状态监测IED采用IEC61850协议与站控层综合平台通信,各监测IED的评价结果通过站控层网络传输至综合平台,综合平台汇总并综合分析,监测数据文件仅在召唤时传送。 5)站控层综合平台设备与状态监测IED连接采用以太网,通信速率满足技术要求。 6)状态监测IED与过程层传感器的连接采用现场总线,通信速率满足技术要求。

智能变电站设计及研究

中文摘要 变电站是电力系统中不可缺少的重要环节,它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务,对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。变电站作为输配电系统的信息源和执行终端,要求提供的信息量和实现的集成控制越来越多。因此,目前的变电站迫切需要一个简约的、智能的系统,实现信息共享,以减少投资,提高运行、维护效率。这些运行和管理的需求使智能变电站成为变电站自动化系统的发展新方向。随着计算机应用技术和现代电子技术的飞速发展,开展智能变电站的设计及研究具有重要意义。 本设计主要研究内容如下: 首先,阐述智能变电站的研究背景、基本概念及技术特征、研究现状,提出了智能化变电站主要支撑技术;其次,进行智能变电站技术特征及架构体系的研究,提出了智能变电站的主要技术原则及技术特征,并对三层两网结构的智能变电站的架构体系进行了详细的介绍,详细分析了过程层网络和站控层网络的结构;作为智能变电站的主要通讯手段,本文对智能变电站的IEC61850通讯标准进行了详细的介绍。 在介绍智能变电站的主要支撑技术、技术原则、技术特征及通讯标准后,对智能变电站的高压设备技术特征、组成架构进行了介绍,并对智能变压器、智能开关设备进行了初步设计。 最后,基于上述的工作,对智能变电站二次设备与监控系统进行进一步的研究,给出了智能变电站站控层设备集成优化设计方案及完成了智能变电站在线监测系统多层分布结构设计。并以220kV、110kV电压等级为例,给出了220kV电压等级智能变电站通用设计三层两网设计方案及110kV电压等级智能变电站通用设计三层两网设计方案。 关键词智能变电站,架构体系,三层两网,IEC61850,在线监测系统 Abstract Substation is an important part of the power system, it is responsible for the heavy tasks of power conversion and power redistribution, and plays an important role in the safety and economic operation of power grid. Substation, as the information source and executive terminal of power transmission and distribution system, requires more and more information and integrated control. Therefore, the current substation urgently needs a simple and intelligent system to realize information sharing, so as to reduce investment and improve operation and maintenance efficiency. These requirements of operation and management make the Smart Substation become a new direction of substation automation system. With

智能变电站辅助系统综合监控平台

智能变电站辅助系统综 合监控平台

一、概述 智能变电站辅助系统综合监控平台是智能变电站的重要组成部分,是集自动化技术、计算机技术、网络通信技术、视频压缩技术、射频识别技术以及智能控制术等技术为一体的综合信息平台,专门用于实现对变电站各种辅助生产系统的整合、优化、管理及控制,成为实施“大运行”战略体系不可或缺的重要技术手段。

二、目的 通过对现有孤立分散的各类二次系统资源进行规范整合,实现二次系统的优化配置、信息资源共享、部门间业务的无缝衔接,从而提高电网一体化运行水平,解决二次系统种类繁杂、运行信息割裂等问题,满足大运行体系建设的需要。 1、通过规范各类辅助生产系统的信息传输方式及通信规约,有利于统一化管理,方便新的智能化功能扩充。 2、可以实现变电站“数据集成、业务协同、管理集中、资源共享”的管理要求,实现信息的集中采集、集中传输、集中分析、集中应用,实现与其他系统的交互应用,从根本上消除产生“信息孤岛”的局面。 3、通过各种辅助生产系统的有机整合,不仅可以提升各子系统的性能,实现系统功能的统一管理及广泛联动,提高应急处理和反应能力,加强对意外灾害和突发事件的预防和管理能力。从而全面提升系统的智能化管理水平。 4、通过各种辅助生产系统的高度集成,统一上传,有利于远方人员对站内状况的全盘掌控,以加强对变电站的运行管理,提高对变电站辅助生产系统的监管质量,降低维护成本,提高运维效率。 三、适用范围 可广泛应用于各电压等级变电站/所、换流站、开闭站/所等场所。 四、产品功能

五、基于角色的差异化应用

六、九大子系统 智能变电站辅助系统综合监控平台包括视频联动子系统、火灾消防子系统、周界报警子系统、环境温湿度采集子系统、空调控制子系统、风机控制子系统、给排水控制子系统、灯光控制子系统、门禁控制子系统等九部分内容。 1) 视频联动子系统 视频联动子系统即将变电站的视频遥视的前端摄像机接入智能辅助系统的功能单元,是智能辅助系统的核心,提供与其它八个系统进行联动操作,实现视频共享及系统间协作功能。 a. 可接受其他系统的调用请求; b. 系统可保障原视频监控系统的系统功能与应用不受影响; c. 系统支持同一摄像机的多位置调用及多个摄像机的同一位置调用方式,即以目标为基础的监控模式。 2) 火灾消防子系统

探究智能变电站的智能监测系统

探究智能变电站的智能监测系统 发表时间:2016-03-22T16:02:44.330Z 来源:《基层建设》2015年26期供稿作者:苏峰 [导读] 国电南京自动化股份有限公司目前,我国正在大力发展智能电网技术,其中智能变电站的建设是智能电网建设不可缺少的重要环节。 国电南京自动化股份有限公司 211100 摘要:目前,我国正在大力发展智能电网技术,其中智能变电站的建设是智能电网建设不可缺少的重要环节。在智能变电站监测系统的建设中,在线智能监测系统把各种监测设备联系到一起,对电网的安全建设与正常运行起着重要作用。本文主要通过对变电站的前端信号采集与处理系统,网络传输系统和监控中心系统等三部分的介绍,阐明了智能变电站的工作方式是先信号采集与处理再信号传输到最后的监测与控制。然后分析了其系统的相容性。 关键词:智能变电站;输变电设备;智能监测系统 引言 近年来,随着自动化技术的发展,智能监控技术正逐步渗透到各个岗位。智能变电站作为电网的重要组成部分,其智能化的建设实现将对建设整个电网智能化起到关键作用。而保证智能化变电站智能化目标实现的关键因素就是智能监控系统。通过智能监控系统,可以直观、及时的了解和掌握各变电站安全情况,并对于发生的紧急情况作出应急处理方案。因此,通过对智能化变电站智能监控系统的探讨对整个电网来说具有积极意义。 1 智能变电站智能监测系统的定义 所谓智能化变电站,主要是对变电站的智能化一次设备(电子式互感器、智能化开关等)和网络化二次设备分层(过程层、间隔层、站控层)的构建,实现24小时自动监控,减少值班人员的运行监盘。而智能监测系统则是通过网络化、信息数字化、共享标准化等方法,以先进、集成、可靠的智能化设备为主要平台完成实时监测设备状态、评估检修周期、自动控制电网、在线分析决策、智能调节调度等功能。使得电站运行变得更加安全、稳定。最终实现经济效益最大化的目的。 2 系统总体设计 2.1 智能监测系统结构 整个智能变电站在线智能监测系统可分成三个部分:前端系统、网络传输系统和监控中心系统。前端系统是指智能变电站在线监测系统对监控区域的图像采集和处理。工作过程是将前端摄像头采集到的信号经由模拟线缆接入到视频编码服务器中,再由视频编码服务器对相应的模拟信号进行编码和压缩,最后通过网络传输系统将压缩后的信号传往监控中心。变电站智能在线监测系统的系统结构图如图所示。 2.2 系统工作原理 智能变电在线智能监测系统就是把现场采集到的信号从变电站的现场采集摄像机中提取出来,再经由数据传输系统将其传输到监控中心的服务器上,也就是一个下行数据传输的过程。首先是把摄像机采集到的信号输入到各自的视频编码服务器中,然后这个服务器会对视频进行处理,先将这个信号清晰化,然后将其压缩,再把处理压缩后的信号发送到数据传输网络中,并通过数据传输网络把信号传输到监控中心。最后在监控中心的数据接收端收集来自前端的数据信息,由终端监控计算机对这些信号进行处理并进行解压缩,再通过计算机的图像电视显示墙以及声卡进行情景回放。 3 系统分部结构设计 3.1 前端子系统 变电站的监控范围称作前端现场,它主要由现场信号采集摄像机、云台和网络视频编码器三个部分组成。主要把现场摄像机采集到的模拟信号发送到视频编码服务器中,在这里视频信号会被压缩并编码成数字信号流。当变电站智能在线监测系统的监控管理中心需要查看相应的监控区域时,监控中心就会通过监控主机发出控制信号调用相应的摄像机,对前段摄像机进行控制。 3.2 网络传输系统 光同步数字传输网络是把不同类型的网元设备通过光缆路线组成的,这些不同类型的网元设备可以实现光同步数字传输网络的同步复用、交叉连接和网络故障自检、自愈等功能。交叉连接系统以灵活的分插任意支路信号,因此它可以用在光同步数字传输网络中点对点的传输,也可以在环形网和链状网的传输中应用。由于光信号在传输过程中会随传输距离的增加而产生衰耗,再生器的功能就是对光信号进行放大、整形处理,主要用于光信号的长距离传输中。当 SDH 传输网络在传输过程中某一传输通道出现故障时,数字交叉连接系统可以对复接段的通道进行保护,把这一信号接入保护通道中。 3.3 监控中心系统 变电站智能在线监测系统的监控中心系统主要是由图像监控服务器,监控管理系统和监控客户终端三部分组成的。由监控中心负责对远端和近端的现场监测设备进行统一管理,并且在管理中要对应好变电站的主控计算机,以便当相应的解码设备对相应的图像信息解码后,把还原后的信号发送到主控计算机中。最后在主控计算机上会显示相应的图像,并记录下变电站智能在线监测系统的的各设备、仪器仪表的使用情况和对应的状态,与此同时在监控中心外配置的大屏幕上可以对屏幕进行显示。变电站智能在线监测系统的控制中心可以对监控现场摄像机进行随意切换和控制。 4 系统相容性 智能变电站在线监测系统在智能监测的过程中不仅要做好监控工作,还要兼顾站内各系统相互间的关系,以防对监测结果产生影响。继电保护系统作为电网安全稳定工作的最后保护关口,它的安全性和可靠性都是最高的,这些特点也对自身有很高的要求,其中最基本的一点就是要保证系统的独立性。在变电站智能在线监测系统出现前电能量采集系统一般是通过拨号的方法向各监测部门发送相应的电量信息,这种方式比较落后。但是随着网络技术飞速发展和控制中心监控系统的改进,电量信息的网络传输也具有了另一种快速、方便的

国内智能变电站研究现状

国内智能变电站研究现状 国家电网公司和南方电网公司组织中国电力科学研究院和国内的各大电力设备制造厂商从2001年开始关注AEC 61850系列标准,并开始对该标准进行翻译,目前已经发布和出版了IEC 6185o系列标准的正式版,并组织了6次互操作实验,国内较有影响力的电力自动化设备供应商积极响应并参与了互操作性试验。 为有效推进智能变电站建设的规范化,国家电网公司在近年近百个各种类型数字化变电站项目实施经验的基础上,组织下系列标准和规范的讨论,并由智能电网部牵头编写了e/GDw 383-2009《智能变电站技术导则》、e/GDwZ410下2010《高压设备智能化技术导则》、《智能变电站设计规范》、O/GDw441-2010《智能变电站继电保护技术规范》、《智能电网试点项目评价指标体系与评价方法研究》等。这些标准和技术规范的出台,为智能变电站的实施试点项目提供了规范化的依据。 1.实际工程应用 2007年5月,河南首个智能变电站——洛阳金谷园110kv变电站正式投入运行。该站基于“网络化二次系统”概念,采用vLAN技术将局域网内的设备按网络化保护和控制功能逻辑划分成若干个网段,保证了控制的实时性,实现了网络的安全隔离;在间隔层采用了GOOSE网络传输技术,实现了数字化变电站三层结构的一体化应用;利用GOOSE网络实现了设备跳合闸命令传输、智能操作,实现了变电站过程层、间隔层、站控层一体化的五防操作逻辑闭锁功能;利用网络化实现了母线保护、备自投、低频低压减载功能;采用基于SNMP协议的网络在线监视与诊断服务技术,实时监视各网络节点的工作情况,实现了变电站二次设备的网络可视化监控。特别是在“网络化二次系统”及“网络化保护”方面处于国际领先水平。河南金谷园110kⅤ变电站智能化改造成功,标志真正意义上的智能变电站投人运行,也为智能电网的建设打下了良好的基础工作。

模块化智能变电站建设模式研究

模块化智能变电站建设模式研究 发表时间:2017-11-02T12:16:46.597Z 来源:《电力设备》2017年第18期作者:张海文[导读] 摘要:随着全球经济的飞速发展,人们对能源的高效利用日益重视,变电站的作用就显得格外重要,本文就化智能变电站这一课题,探讨其建设背景、模块划分以及典型的设计技术,希望对读者有所助益。 (国网海北供电公司青海 812200)摘要:随着全球经济的飞速发展,人们对能源的高效利用日益重视,变电站的作用就显得格外重要,本文就化智能变电站这一课题,探讨其建设背景、模块划分以及典型的设计技术,希望对读者有所助益。 关键词:模块化智能变电站设计 1智能变电站模块化建设背景 1.1研究背景 随着国际国内能源形势的深刻变化,加快建设智能电网的需求迫在眉睫。变电站是电力网络的节点,它连接线路、输送电能,担负着变换电压等级、汇集电流、分配电能、控制电能流向等功能,变电站的智能化运行是实现智能电网的基础环节之一。模块化智能变电站是变电站建设的一种创新模式,从设计到建设阶段将全过程遵循“标准化设计、工厂化加工、装配式建设”的管理理念,通过电气一、二次集成设备最大程度实现工厂内规模生产、集成调试、模块化配送,减少现场安装、接线、调试工作,建筑物采用装配式结构,工厂预制、现场机械化安装,将工业建筑实现标准化设计,统一建筑结构、材料、模数等,实现设计、建设标准化,有效提高建设质量、效率,提升电网建设能力。 1.2研究现状 2012年以来,新一代智能变电站概念设计方案应运而生,构建了以集成化智能设备、一体化业务系统及站内统一信息流为特征的新一代智能变电站设计方案。2013年,变电站模块化建设研究工作和试点工程又取得了突飞猛进的进展,提出了“模块化建设”的工程建设理念。设备厂商设计生产的电气设备质量的提高和电网可靠性的增加及电网发展的需求,推动了变电站设计模块化方案的可行性。 2智能变电站的模块化划分 智能变电站是随着科学技术的普及而出现的一种新型变电站形式,具有自动化和信息化的特点。对于它的模块化来说,属于变电站建设的一种新型模式,是时代发展的产物,它的模块化建设主要涉及到主变压器、高压开关、中压开关、中压配套设备和综合自动化等五个部分,它们相互作用、联系,共同构成智能化变电站。 第一,主变压器。它是通过拔插的方式,和高压进线电缆接头相互连接,在全封闭和多股电缆母线桥架,来实现和中压出线的相互连接。 第二,高压开关。它是在进出线部位选择拔插的具体方式,在气体绝缘封闭方式的利用下,来实现和组合电器的相互连接。 第三,中压开关。它是选择一体化的预装性质的组合电器。 第四,中压配套设备。这一设备中,它的结构构成主要是以消弧线圈、接地变压器以及无功补偿装置为主的o 第五,综合自动化。它属于是选择一体化预装式的控制室。 在实际的变电站建设中,这五个功能模块都是需要在事前进行调试的,在开始安装操作时,依次选择的是一次电缆、连接变压器、开关和配套设备、综合自动化选择通讯线路、电缆连接,在各个部分连接完成之后,最后开始进行整体上的调试工作,对各个功能组成进行性能的测试,以确保智能变电站模块化建设的顺利进行。 3 智能变电站模块化典型设计技术 3.1预制舱式二次组合设备设计 针对原来变电站单独配置的二次设备室,占地面积相对比较大,新一代智能变电站通过设计优化,提出了预制舱式二次组合设备,用体积较小的舱体来替代二次设备室,从而节省了变电站占地面积。 预制舱式二次组合设备按设备对象模块化设计,以方便运行、维护,变电站根据需要设置公用设备预制舱、间隔设备预制舱等,可根据变电站具体建设规模、布置方式等进行选择调整组合设计。预制舱内二次设备采用前接线、前显示式装置,屏柜采用双列靠墙布置,屏正面开门,屏后面不开门。舱体内集成二次设备及相应辅助设施,包括安防、消防、暖通、照明、检修、接地等。舱内与舱外光纤联系采用预制式光缆,舱内与舱外电缆联系可采用预制式电缆。舱内设备在工厂内完成相关接线、调试等工作,从而缩短施工周期。 3.2预制电缆设计 现有智能变电站中使用最多的控制电缆大多为4芯、7芯、14芯铠装电缆,接线芯数较多,容易出现接头不牢固而断线,采用预制电缆,按双端、单端预制方式,统一航空插头、电缆的型号,从而大大减小断线概率。预制电缆可以使用于主变压器、GIS本体与智能控制柜之间二次控制电缆连接。对于AIS变电站,断路器、隔离开关与智能控制柜之间二次控制电缆宜采用预制电缆。预制电缆可采用穿管、槽盒、电缆沟等敷设方式,从而使屏柜内的电缆接线简洁清晰,便于运行与维护。 3.3装配式建筑物设计 结合实际工程出线情况,对于采用组合电器(GIS)的工程规模,在组合电器全部为架空出线的情况下,可以利用架空出线套管作为后期试验、耐压的场所。充分利用建筑本身的结构,考虑后期设备运行、检修的移动,适当考虑取消目前GIS室双层层高的现状,能够优化建筑体量,实现建筑和设备的紧凑布局: 3.4配电装置选型设计 模块化设计要求设备选型均严格按照工厂预制现场装配的理念设计,一次设备本体加智能组件的方式实现一次设备智能化,智能组件统一由一次设备厂家场内集成,体现模块化设计的高效;电气装置的布置方式采用“单元”布置方式,一台主变所带设备成“单元”分区就近布置,并满足二次接线的要求。开关设备同无功补偿设备分区明确,充分体现电气布置模块化。一、二次设备高度集成,现场只需完成合并单元及保测装置至二次设备室的相关交直流电源电缆及光缆的敷设,全站电缆大幅减少,电缆敷设、电缆施工接线的工作量相应减轻,缩短电缆施工安装周期,节约工程造价。

变电站GIS智能监控系统

变电站GIS智能监控系统 技术方案书 常州市人本电气有限公司

一、系统描述 SF6气体以其优异的绝缘和灭弧性能,在电力系统中得到广泛应用,几乎成了中压、高压和超高压开关中所使用的唯一绝缘和灭弧介质。随着我国电力行业的快速发展,SF6技术的广泛应用以及智能电网建设的迫切性,急需解决SF6电气设备的智能监控技术。 GIS 的绝缘性能是确保其安全运行的重要条件。GIS 设备内部中的金属微粒、粉末和水分等导电性杂质是引发GIS 故障的重要原因。因此监测GIS内部的水分和放电情况成为判断GIS运行状态优劣的必要手段。GIS一旦发生泄漏故障,不仅对变电站正常供电输电造成影响,而且对于巡检人员的人生安全都存在很大的隐患,所以检测GIS内部压力和SF6开关室内SF6和氧气含量都成了目前变电站正常运行及人员安全的必要措施。 RBZN 型变电站GIS智能监控系统是本公司根据国家智能电网发展要求而设立的重点项目,该系列产品采用最新遥测遥感技术和后台计算机技术于一体,外观小巧,可实现高精度测量、计算机后台处理、海量的历史数据存储等功能,适用于各种电压等级的SF6断路器、GIS、PASS等设备SF6气体的微水、密度、温度和内部局部放电的在线测量,同时还可以监测SF6开关室内部的SF6和氧气含量,实现安全、实时、远程等先进的动态监控,以满足电力配网自动化和设备状态检修的需要,为电网的智能化建设预留接口。该系列产品技术领先,填补了国内空白,获得多项专利。 二、主要功能 1、在线监测SF6断路器或组合电器中微水、密度、温度、局部放电和室内SF6和氧气含量等参数 2、实现微水的压力与温度补偿、密度的温度补偿,使微水与密度数据真实可靠 3、采集单元内部运用内循环技术,大幅提高采样精度 4、多种阀门接头,安装拆卸方便,节省维护费用

110kv智能变电站系统及继电保护设计开题报告

西安电力高等专科学校 毕业设计开题报告 题目:110kV智能变电站系统及继电保护设计 学生姓名:郭飞飞学号:29 专业:继电保护及其自动化专业班级:12091 指导教师:王玲 2012 年4 月25日

一、选题背景和意义 变电站作为输配电系统的信息源和执行终端,要求提供的信息量和实现的集成控制越来越多,因此,目前的变电站迫切需要一个简约的、智能的系统,实现信息共享,以减少投资,提高运行、维护效率。这些运行和管理的需求使智能变电站成为变电站自动化系统的发展新方向。随着计算机应用技术和现代电子技术的飞速发展,智能变电站离我们越来越近。 建设智能变电站(即数字化变电站)的必要性: 1. 电力市场化改革的需要 变电站作为输配电系统的重要组成部分,市场化改革对其也提出了新的要求:从变电站外部看,更加强调变电站自动化系统的整体信息化程度,和与电力系统整体的协调操作能力;从变电站内部看,体现在集成应用的能力上,也不同于传统的变电站自动化装置的智能。 2.现有变电站自动化系统存在的不足 1)装置功能独立,且部分内容重复,缺乏高级应用。虽然独立的装置实现了智能,但是却没有真正意义上的变电站系统智能,由于功能独立,装置间缺乏整体协调、集成应用和功能优化;高级应用功能,如状态估计、故障分析、决策支持等尚未完全实现。 2)二次接线复杂、CT/VT负载过重由于测量数据和控制机构不能共享,自动化装置之间缺乏通信等原因,变电站内二次接线十分复杂,且系统内使用的通讯规约不统一,不同的厂家使用不同的通讯规约,在系统联调的时候需要进行不同程度的规约转换,加大了调试的复杂性,也增加了运行、维护的难度,给设计、调试和维护带来了一定的困难,降低了系统的可靠性。同时,存在大量硬接线,造成CT/VT负载过重。 3)装置的智能化优势未得到充分利用。由于站内各套独立的自动化装置间缺乏集成应用,使得智能装置的作用并未完全发挥,从而降低了自动化系统的使用效率和投资价值。 4)缺乏统一的信息模型。相互独立的自动化装置间缺乏互操作性,一方面局

智能变电站一体化监控标准系统

智能变电站一体化监控系统integratedsupervision andcontrolsystem ofsmartsubstation 按照全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化的基本要求,通过系统集成优化,实现全站信息的统一接入、统一存储和统一展示,实现运行监视、操作与控制、综合信息分析与智能告警、运行管理和辅助应用等功能。 全景数据panoramicdata 反映变电站运行的稳态、暂态、动态数据、设备运行状态以及图像、模型等数据的集合。 3.3 数据通信网关机communication gateway 一种通信装置。实现智能变电站与调度、生产等主站系统之间的通信,为主站系统实现智能变电站监视控制、信息查询和远程浏览等功能提供数据、模型和图形的传输服务。 综合应用服务器comprehensiveapplicationserver 实现与状态监测、计量、电源、消防、安防和环境监测等设备(子系统)的信息通信,通过综合分析和统一展示,实现一次设备在线监测和辅助设备的运行监视、控制与管理。 数据服务器dataserver 实现智能变电站全景数据的集中存储,为各类应用提供统一的数据查询和访问服务。 智能变电站自动化体系架构 a )智能变电站自动化由一体化监控系统和输变电设备状态监测、辅助设备、时钟同步、计量等共同构成。一体化监控系统纵向贯通调度、生产等主站系统,横向联通变电站内各自动化设备,是智能变电站自动化的核心部分; b )智能变电站一体化监控系统直接采集站内电网运行信息和二次设备运行状态信息,通 过标准化接口与输变电设备状态监测、辅助应用、计量等进行信息交互,实现变电站全景数据采集、处理、监视、控制、运行管理等,其逻辑关系如图 1 所示。

智能变电站的体系结构及原理分析 胡苏

智能变电站的体系结构及原理分析胡苏 发表时间:2018-04-16T15:05:14.330Z 来源:《电力设备》2017年第31期作者:胡苏[导读] 摘要:对于传统的电网在当前形势下已经不能满足社会的需求,智能电网是当前形势下的必然产物,它能够提高电网运行时的稳定性,智能电网的重要基石是智能变电站。 (国网宁夏电力有限公司检修公司宁夏银川 750000) 摘要:对于传统的电网在当前形势下已经不能满足社会的需求,智能电网是当前形势下的必然产物,它能够提高电网运行时的稳定性,智能电网的重要基石是智能变电站。随着科技的进步,与变电站相关的智能化技术越来越先进,智能化技术带动了智能化开关以及光电式互感器等设备的产生,另一方面,计算机网络技术和各种实时系统结合在一起,让变电站对信息的采集以及传输进行智能化建设成为一种趋势,这需求一旦产生就会引起一场智能化革命,智能化变电站会在这场革新中逐步的发展起来。 关键词:智能变电站;体系结构;原理 一、数字化变电站与智能变电站区别 智能变电站相对其它变电站在功能上更为高级,一方面智能变电站可以自动的去完成许多的功能,主要涉及到对信息的采集、控制、测量以及计算等功能,这些智能化功能需要变电站采用更加高级的、智能化的设备为基础,除此之外,变电站需要实现平台网络化以及信息数字化,这些要求就需要大力的向着智能化方向研究;另一方面,能够通过电力系统的实际需求结合电网,实时的对智能化技术进行调节、对自动化技术进行控制,并提供在线决策功能等,能够和电网形成一个信息标准化、集成一体化的体系。 数字化变电站主要将设备进行智能化以及网络化,并进行相互结合,通过间隔、过程以及站控三部分分层组成的具有当前新技术的变电站,数字化变电站在技术上已经基本上能够实现各各种设备间的信息共享和交互,它与传统变电站的差异主要提现在数字化变电站是把模拟信号转化成数字信号然后再进行传递,并且有着自己的通信系统和网络。智能变电站在建设中在求对运行中的状态信息具有相应的采集功能,同时要求在建立数据信息模型时,对各模型进行标准化,数据模型主要包括有设备状态、设备在线监测、信息模型以及电网的实时同步运行信息等。数字化变电站在运行过程中主要针对的是对手段进行数字化,智能变电站在运行过程中主要针对的是智能性,它更加的关注智能自动化系统的一次设备、高级应用以及智能电网,这样能够看出智能变电站是在数字化变电站的基础上产生的,对于将来变电站的技术的主要研究方向是对智能变电站的研究。 二、智能变电站理论及应用 (一)一次设备智能化 目前,智能变电站较多采用的是电子式互感器、智能开关、一次设备+智能组件等设备。基于光学或电子学原理的电子式互感器和智能开关,由数字信号和光纤代替传统变电站的模拟信号和控制电缆,测控保护装置的输入输出均为数字通信信号,变电站通信网络进一步向现场延伸,现场的采样数据、开关状态信息能在全站甚至更广范围内共享。电子式互感器解决传统互感器由于制造工艺、接线电缆、励磁涌流等方面原因造成的数据精度、不平衡电流、铁磁谐振、饱和等方面的问题。智能终端通过光纤网络实现与断路器操作机构的数字化接口,从以往的电缆传输跳合闸电流操作方式变为通信报文操作方式。采用标准的数字化、信息化接口,实现融合在线监测和测控保护技术于一体的智能化一次设备,是实现智能变电站信息化的关键。 (二)信息交互标准化 智能变电站改变了保护、监控、五防、VQC等信息传输方面原来的点对点的对接方式(传统变电站104或DNP3.0等规约),全站信息就地实现数字化采集,利用采集装置将声、光、电和磁等信号转换成数字信号或将语音、文字、图像等转变为数字编码,通过网络真正实现数据共享、资源共享,同时交换式以太网技术又确保了信息交互的实时性,满足保护和控制功能的要求。智能变电站从过程层到控制中心均采用统一的IEC61850规约进行信息交互,实现一、二次设备的灵活控制,能够双向通信功能,可以实现通过信息网进行管理,使全站信息采集、传输、处理、输出等过程完全数字化。站内各种设备的信息建模统一在IEC61850框架下进行,统一和简化传统变电站内所能采集到的所有数据源,形成基于IEC1850标准层面的一致性基础,并通过统一的建模规划,将众多的信息孤岛连接起来成为站内智能设备可以获取的平台,实现变电站内、外的信息交互以及信息共享,最终实现跨系统间的数据、信息的无缝交换。 (三)智能操作票系统 该系统中能够完成五防闭锁软件以及顺序控制软件等相关功能,同时也能够对模拟态与实时态数据进行隔离,并且隔离时相对安全可靠,该系统能够提供的服务以及功能比较多,通过这些功能还能够实现实时态数据采集。该系统中,系统识别主要是通过接线模型来完成,使用者通过相关规定来完成对开票规则的制定,对操作票进行智能推理,在图形中进行开票,对表单的制作可以按要求自由设计,整个过程中都需要对操作票生命周期进行管理,大大将操作票的整体直观提高到一个新的水平,整个过程中完成依照权限管理机制以及五防检验机制,大大提高了系统的安全性、可靠性和实时性。 (四)设备状态监测 在变电站的运行过程中,为了让对设备检修达到效率合理的目的,智能变电站中的相关设备必须能够达到实时的、广泛的监测,同时也能对电网运行中的状态信息进行有效获取,不仅如此,还要对智能电子装置存在的问题信息以及相应信号回路状态信息进行获取,这样能够对二次电气设备状态特征量采集时存在的盲区进行排除。智能变电站在建设中在求对运行中的状态信息具有相应的采集功能,同时要求在建立数据信息模型时,对各模型进行标准化,数据模型主要包括有设备状态、设备在线监测、信息模型以及电网的实时同步运行信息等。 (五)运行控制智能化 常规变电站各个系统间除了监控系统和微机五防外基本没有联系,同时自动化系统的可扩展性差,由于互操作性和信息模型等因素对自动化系统的制约,以致现有变电站自动化系统扩展、扩建更新时要附加成本。且系统受二次电缆影响较大,安全性能也受一定的耐受电磁干扰影响,信息传输精确度降低。智能变电站中,自动化系统由若干系统或功能组成,包括监控系统、在线监测或状态维修系统、辅控系统、时钟同步系统、计量装置等。监控系统与调度端、集控端等主站系统联通,也同时连接变电站内其他系统或设备,处于体系结构的核心部分。变电站内一次设备运行状态、二次设备相关信息上传至监控系统,在线监测系统、辅控系统通过标准化接口与监控系统连接,计量信息也通过计量装置上传,从而实现变电站全景数据采集及处理、监控及运行等管理。

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